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Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
Avaliação econômica e energética da colheita de forragem para alimentação
suplementar bovina
Carlos Amaury Zanelli de Souza
Dissertação apresentada para obtenção do
título de Mestre em Ciências. Área de
concentração: Máquinas Agrícolas
Piracicaba
2012
2
Carlos Amaury Zanelli de Souza
Engenheiro Agrônomo
Avaliação econômica e energética da colheita de forragem para alimentação
suplementar bovina
versão revisada de acordo com a resolução CoPGr 6018 de 2011
Orientador:
Prof. Dr. THIAGO LIBÓRIO ROMANELLI
Dissertação apresentada para obtenção do título de
Mestre em Ciências. Área de concentração: Máquinas
Agrícolas
Piracicaba
2012
3
4
À
Meus pais
Carlos Ferreira de Souza e
Maria Cristina Zanelli de Souza,
Pela formação de caráter, pelos ensinamentos,
Dedico
5
AGRADECIMENTOS
A Deus pela vida.
A Minha família, pelo apoio incondicional e por me guiarem sempre pelo melhor
caminho.
A minha companheira, amiga e namorada Nayara Tavares Ferreira por estar ao meu
lado durante a realização desse curso.
A Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São
Paulo, através do Programa de Pós-Graduação em Máquinas Agrícolas, pela oportunidade de
realização desse curso de Mestrado.
Ao amigo e orientador Prof. Dr. Thiago Libório Romanelli, pela orientação,
confiança e prontidão.
A CAPES, pela bolsa concedida, que permitiu o desenvolvimento dessa pesquisa.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Máquinas Agrícolas, Marcos
Milan, José Paulo Molin, Tomaz Caetano Cannavan Ripoli e Walter Francisco Molina
Júnior pela convivência e conhecimento adquirido.
Aos funcionários do Departamento de Engenharia de Biossistemas, na pessoa da Sra.
Davilmar Aparecida Domingues Collevatti, Ângela Márcia Derigi Silva, Francisco de
Oliveira, Juarez Renó do Amaral, Áureo Santana de Oliveira e Luiz Afonso da Costa, pela agradável convivência.
Aos colegas de curso: André Fernando Ferreira, Carla Andréia Germano,
Edmilson José Mantoan, Flávio Luiz dos Santos Teixeira, Luciano Libório Romanelli,
Eloy Hungaro Karam, Nelson C. Franco Júnior, Cilene de Oliveira, Raniére Rodrigues
Vieira, Evandro Chaves dos Santos, Milton Pyles de Oliveira, Franz Arthur Pavlu e
Antonio Morelli Arruda Junior, pela agradável convivência, respeito e amizade.
Ao Banco Original do Agronegócio pela confiança.
A Fundação ABC e todos seus funcionários.
A todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste
trabalho.
6
7
SUMÁRIO
RESUMO ................................................................................................................................................................ 9
ABSTRACT .......................................................................................................................................................... 11
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................................................... 13
LISTA DE TABELAS .......................................................................................................................................... 15
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................................. 17
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................................................... 21
2.1 Cálculo do custo da colheita de forragens ....................................................................................................... 24
2.2 Demanda energética para colheita de forragens .............................................................................................. 26
2.3 Alimentação Suplementar ............................................................................................................................... 31
2.4 Milho ............................................................................................................................................................... 32
2.5 Cana-de-açúcar ................................................................................................................................................ 33
3 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................................................ 35
3.1 Caracterização dos conjuntos motomecanizados avaliados ............................................................................. 36
3.2 Estimativa do custo da colheita ....................................................................................................................... 41
3.3 Estimativa da demanda energética .................................................................................................................. 46
3.4 Análise de sensibilidade .................................................................................................................................. 48
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................................................ 49
4.1 Custo da colheita de forragens ......................................................................................................................... 51
4.2 Demanda energética para colheita de forragens .............................................................................................. 60
5 CONCLUSÕES ............................................................................................................................................. 65
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................................... 67
8
9
RESUMO
Avaliação econômica e energética da colheita de forragem para alimentação
suplementar bovina
O Brasil possui atualmente o maior rebanho comercial bovino do mundo com
aproximadamente 205 milhões de animais, o setor apresenta grande importância econômica
no Brasil, representando 6,73% do PIB, além da sua importância nas exportações e na geração
de empregos. Entretanto, uma das dificuldades enfrentadas são a sazonalidade das forrageiras,
devido à fenologia das plantas e as condições de clima no decorrer do ano, a produção de
forragens nas áreas de pastagens é estacional, tal fato leva a necessidade de se conservar
alimento para suprir a demanda do rebanho. A silagem é uma das alternativas na conservação
de forrageiras e sua qualidade depende, entre outros fatores, do processo de colheita, onde
eficiência e agilidade são proporcionadas pela mecanização. Nesse aspecto, o planejamento e
conhecimento do sistema de colheita das culturas destinadas à silagem ou fornecimento in
natura tornam-se indispensável para o sistema de pecuária bovina. Esta busca por menores
custos e obtenção de melhorias ao sistema produtivo, pode ser alcançada pela de gestão e à
administração empresarial. A avaliação no âmbito econômico e energética se torna
importante, para o sucesso da atividade. Devido aos altos custos dos sistemas produtivos
agrícolas, as operações mecanizadas representam um ponto estratégico para o
desenvolvimento de técnicas de otimização econômica e redução do gasto energético. O
presente estudo foi conduzido nos municípios de Piracicaba-SP e Castro-PR em áreas de
produção de milho e cana-de-açúcar, com o objetivo de: avaliar o desempenho econômico e
energético de quatro conjuntos mecanizados; o primeiro conjunto mecanizado avaliado foi um
trator com potência de 55,2 kW e uma colhedora de forragens de arrasto com capacidade de
colher uma fileira, o segundo avaliou um trator com potência de 62,5 kW e uma colhedora
com capacidade de colher duas fileiras, o terceiro cenário foi avaliado uma colhedora
autopropelida com potência de 334,6 kW e plataforma com 6 metros de comprimento o quarto
conjunto avaliado para a colheita de cana-de-açúcar e utilizou-se um trator com potência de
91,4 kW e uma colhedora com capacidade de colher 1 fileira da cultura. Calcularam-se
parâmetros de ordem econômica como; o custo horário, operacional e o custo de biomassa
colhida, assim como determinaram-se a demanda energética para a colheita dessas forrageiras.
Em relação à composição do custo para as máquinas tracionadas, o combustível foi o
componente com maior participação, seguido pela mão-de-obra, já para a máquina
autopropelida houve uma inversão, pois a depreciação foi o maior componente do custo
horário. O custo da tonelada de biomassa colhida pela colhedora autopropelida apresentou
menor custo em relação a todas as outras. O componente com maior participação na demanda
energética, para os quatro conjuntos mecânicos avaliados foram em ordem; combustível
seguido pela depreciação e mão de obra.
Palavras-chave: Mecanização; Silagem; Milho; Cana-de-açúcar; Custo; Balanço energético
10
11
ABSTRACT
Economic and energy evaluation of forage harvesting for cattle supplentary feeding
Brazil has currently the largest commercial cattle herd in the world with approximately
205 million animals. This sector has great economic importance in Brazil, representing 6.73%
of GDP, besides its importance in exports and job creation. However, the forage presents
seasonal behavior due to its phenology and climate conditions, during the year. Thus, its
production in pasturelands is concentrated in the rainy period, and this fact leads to the
necessity of forage conservation in order to supply the herd consumption demand. Silage is an
alternative for the forage preservation and its quality depends, among other factors, on the
harvesting process, for which field efficiency and work speed are provided by mechanization.
So, planning and knowing about harvesting system either for silage or for supplying it in
natura are essential for meat production. The search for lower costs and for improvements in
the production system can be fulfilled through management. The assessment in the economic
and energy terms becomes important for the success of the activity, due to the high costs of
agricultural production systems; mechanized operations, representing a strategic point for
adopting optimization techniques to reduce the economic and energy expenditure. This study
was conducted in areas of maize and sugarcane, in order to: assess the economic and energy
performance of four mechanized sets, the first mechanized set was assessed 1) tractor with
power of 55.2 kW and a forage harvester trawl ability to harvest a row, 2) tractor with a rated
power of 62.5 kW and a harvester capable of harvesting two rows, 3) self-harvester propelled
with an output of 334.6 kW and platform with 6 feet long rated,and 4) tractor with a power of
91.4 kW and a harvester for one row of sugarcane. Economical parameters such as: the hourly
and operational costs and cost of biomass harvested; besides the energy demand for
harvesting forage. Regarding the composition of the cost of the tensile machine, fuel is the
component with higher contribution, followed by maintenance, except for self-propelled
machine, which presented depreciation as the main cost component. The cost per harvested
biomass of self-propelled harvester was lowest one. For energy demand, the main demanding
items were fuel, depreciation and labor, for all evaluated sets.
Keywords: Mechanization; Silage; Maize; Sugarcane; Cost; Energy balance
12
13
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Fluxograma do sistema de produção de alimentação suplementar. ........................ 35
Figura 2 – Fotos das máquinas avaliadas.. ............................................................................... 37
Figura 3 – Composição do custo horário para colhedora tracionada de forragem de uma fileira
de milho. ................................................................................................................................... 57
Figura 4 – Composição do custo horário para colhedora tracionada de forragem de duas
fileiras de milho. ....................................................................................................................... 58
Figura 5 – composiçao do custo horário para colhedora autopropelida de forragem de milho.
.................................................................................................................................................. 58
Figura 6 – Composição do custo horário para colhedora tracionada de forragem de uma fileira
de cana-de-açúcar.. ................................................................................................................... 59
Figura 7 – Análise de sensibilidade para os conjuntos motomecanizados avaliados . ............. 59
Figura 8 – Análise de sensibilidade da demanda energética para os conjuntos
motomecanizados avaliados ..................................................................................................... 63
14
15
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Características técnicas. .......................................................................................... 37
Tabela 2 – Valor de aquisição das máquinas motoras e colhedoras ......................................... 38
Tabela 3 – Parâmetros utilizados para o cálculo da capacidade de campo teórica. ................. 40
Tabela 4 – Fatores de reparo e manutenção ............................................................................. 44
Tabela 5 – Características técnicas das colhedoras avaliadas. ................................................. 49
Tabela 6 – Produção de biomassa e matéria seca.....................................................................50
Tabela 7 – Horas trabalhadas dia e consumo de combustível. ................................................. 50
Tabela 8 – Parâmetros operacionais das colhedoras de forragens............................................ 50
Tabela 9 – Custos de colheita ................................................................................................... 52
Tabela 10 – Composição do custo horário para os conjuntos motomecanizados avaliados .... 53
Tabela 11 – Composição do custo operacional para os conjuntos motomecanizados avaliados
.................................................................................................................................................. 54
Tabela 12 – Composição do custo por massa de forrageira colhida para os conjuntos
motomecanizados avaliados ..................................................................................................... 55
Tabela 13 – Participação dos componentes no custo para os conjuntos motomecanizados
avaliados ................................................................................................................................... 56
Tabela 14 – Demanda energética para os conjuntos motomecanizados avaliados. .................. 60
Tabela 15 – Demanda energética por massa de forrageira colhida para os conjuntos
motomecanizados avaliadas. .................................................................................................... 61
Tabela 16 – Demanda energética para os conjuntos motomecanizados avaliados ................... 62
Tabela 17 – Composição da demanda energética para os conjuntos motomecanizados
avaliados .................................................................................................................................. 62
16
17
1 INTRODUÇÃO
Em 2050, a população mundial deve atingir nove bilhões de habitantes representando
um crescimento de 2,3 bilhões de pessoas, desde 2009. Esse aumento populacional resultará
em uma maior demanda na produção de alimentos, sendo que a oferta mundial de carnes
deverá ser elevada de 200 milhões de toneladas, em 2009, para 470 milhões de toneladas, em
2050 (FAO, 2009). As projeções de aumento na produção de carne bovina no Brasil indicam
que o setor deve incrementar nos próximos anos, um crescimento da produção e o consumo
de carne bovina de 2,15% e 1,94% ao ano, respectivamente, até o ano de 2020 (BRASIL,
2010). O rebanho bovino brasileiro possui aproximadamente 205 milhões de animais
(INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATISTICA – IBGE, 2009). Segundo
FNP (2011), a terminação1 de bovinos para corte no Brasil, ainda é predominantemente
realizada em pastagens. Aproximadamente três milhões dos 42 milhões de animais abatidos
anualmente são terminados em confinamento. Entre 1996 a 2006, houve uma redução nas
áreas de pastagens do país, de 177,7 para 158,7 milhões de hectares. Essa redução de área
disponibilizam terras para outras atividades e diminui a pressão para novos desmatamentos e
consequentemente, reduzem-se as emissões de gases do efeito estufa (GEE) provenientes da
atividade pecuária (FAO, 2006). Segundo a Associação Nacional dos Confinadores -
ASSOCON (2012) o Brasil ocupa o posto de segundo maior confinador do mundo com cerca
de 3 milhões de animais confinados, atrás apenas dos EUA, a mesma instituição estimativa
crescimento de 15% no número de animais confinados para 2012.
O Brasil possui alto potencial para a produção de carne bovina, em razão de sua
extensão territorial e disponibilidade de pastagens, tais características conferiram ao nosso
país a segunda posição mundial na produção de carne e desde 2005 a primeira na exportação
de carne bovina (ESTADOS UNIDOS, 2009).
Devido à fenologia das forrageiras tropicais e das condições de clima no decorrer do
ano, a produção de forragens nas áreas de pastagens é estacional, o que resulta na
sazonalidade da produção animal (SANTOS et al., 2009a). Carvalho Júnior et al. (2009) citam
que devido a essa sazonalidade da produção das forrageiras, ocorre maior demanda de
fornecimento de outros alimentos, a fim de contrabalancear a deficiência das pastagens, já que
1 Terminação - Fase final de engorda dos animais.
18
as necessidades alimentares dos animais apresentam-se praticamente constante durante todo o
ano.
Entre as culturas mais utilizadas para o fornecimento aos animais, o milho se destaca,
principalmente, quando fornecido após o processo ensilagem. A cana-de-açúcar é
tradicionalmente fornecida in natura (capineira), sendo a planta picada na colheita e servida
diretamente aos animais. O milho tem sido a forrageira mais indicada para a ensilagem, por
conter grande teor de energia, alta produtividade, menor necessidade de ocupação de solo,
proporcionando uma maior eficiência na utilização da área, além do fato de ter seu manejo
conhecido (NUSSIO, 1999).
A cana-de-açúcar é uma opção para a alimentação animal na época da seca, seja na
forma de forragem in natura ou silagem suas vantagens são: alta produtividade e coincidência
do seu ponto de maturação (maiores teores de açúcar na matéria seca) com a época de menor
produtividade das pastagens. Contudo, fatores como excesso de produção ou disponibilidade
de mão-de-obra e máquinas para o seu corte diário, pode favorecer uma decisão pela
ensilagem da cana-de-açúcar (EMBRAPA, 2002).
A mecanização nos sistemas de produção agropecuários é fundamental para a
intensificação e modernização da cadeia de produção pecuária, entretanto ainda é uma área
carente de estudos. A tendência desde a revolução verde, de intensificação dos sistemas
produtivos, exige desse sistema altos níveis de produtividade qualidade. A utilização de
máquinas adequadas para as operações relacionadas à pecuária permite que o trabalho se
desenvolva de maneira dinâmica e economicamente mais atrativo ao produtor. A mecanização
dos sistemas favorece a intensificação da cadeia de produção da pecuária. Entretanto fatores
como custo da mecanização e energia dispendida em sistema mecanizado, são pouco
explorados.
No Brasil, existe falta de informação a respeito do custo assim como a demanda
energética para utilização das colhedoras de plantas forrageiras. Diversos estudos avaliaram
pelas abordagens energéticas e econômicas. Leonel et al. (2009) relatam que é cada vez maior
o interesse dos consumidores de produtos de origem animal, em relação à responsabilidade
social e ambiental no momento de aquisição de produtos, sendo assim necessária a busca por
sistemas de produção eficientes e ambientalmente sustentáveis.
A conjunção da análise energética com a análise econômica é de grande importância
ao buscar compreender como se dá a relação de entrada de energia, quando relacionadas com
entradas e saídas econômicas, permitindo identificar não somente quais entradas energéticas
19
têm maior participação no processo produtivo, mas também quantificá-las quanto à sua
participação na lucratividade (ALMEIDA et al., 2010).
Nesse contexto a abordagem energética e/ou a análise de fluxos de energia é uma
forma de avaliação do nível de desenvolvimento de um sistema agrícola. Jacovine et al.
(2009) relatam que à avaliação da sustentabilidade dos agroecossistemas é cada vez mais
exigido sendo necessário que empresas do setor agrícola sejam ambientalmente corretas. Tal
fato torna necessário adotar indicadores e metodologias próprias para a avaliação
sustentabilidade (ROMANELLI; MILAN, 2010). Schroll (1994) afirma que a relação entre a
energia contida nos alimentos e a energia contida nos insumos utilizados para a sua produção
(combustíveis, fertilizantes, corretivos e agroquímicos) é uma das alternativas para avaliar a
sustentabilidade da agricultura.
Através do conhecimento dos custos operacionais e demanda energética das
colhedoras de forragens, a tomada de decisões em projetos futuros torna-se mais confiável
economicamente e no âmbito da sustentabilidade, o que possibilita um planejamento
adequado, que resultará na maximização operacional e minimização dos custos e demanda
energética para a colheita.
Devido à escassez de estudos que apontem para a redução dos custos de colheita de
forragens e, principalmente, para as adequações das condições de trabalho de cada produtor, é
fundamental o desenvolvimento de estudos que abrangem esses aspectos.
O objetivo desse trabalho foi avaliar os custos envolvidos nessa operação, assim como
a demanda energética para diferentes máquinas utilizadas na colheita de forragens.
Com objetivos específicos de calcular o custo horário, operacional e custo da matéria
colhida, assim como calcular a demanda energética para colheita e identificar os componentes
do custo e componentes energéticos que mais impactam nessa operação.
20
21
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A colheita mecanizada de forragens exige máquinas específicas com custos elevados,
o que exige o máximo de aproveitamento das suas funções na execução das tarefas a elas
atribuídas (FIELDER, 1995).
A produção de silagem é um sistema complexo que exige a utilização simultânea de
várias máquinas distintas (preparo do solo, semeadura, tratos culturais, colheita, transporte e
compactação no silo), atividades que consomem considerável quantidade de combustível,
além da necessidade de mão-de-obra (MUELLER et al., 2001).
Schlosser et al. (2010) relatam que as colhedoras de forragens devem ser preparadas e
reguladas para que o processamento das plantas seja realizado sem demanda excessiva de
potência. Essas máquinas disponibilizam uma gama de regulagens que se adaptam às diversas
situações de trabalho e necessidades técnicas para cada cultura a ser colhida. Esses autores
citam ainda que a maioria das colhedoras de forragens não realiza o seu trabalho corretamente
por operarem com regulagens inadequadas ou pela falta de acompanhamento técnico,
promovendo corte desuniforme da forrageira, resultando em silagens de baixa qualidade ou de
baixo rendimento alimentar para os animais.
Neumann et al. (2007) relatam que na produção de silagem, aspectos relacionados ao
tamanho de partículas e à altura de corte das plantas, afetam o grau de compactação.
Conforme descrito por Nussio (1995), quanto menor o tamanho da forragem picada e maior a
altura de corte, favorecem o sistema de compactação, por consequência criam melhores
condições de anaerobiose, que é decisiva no processo de fermentação e conservação da
forrageira. Contudo, na prática, busca-se também maior rapidez no processo de colheita, o que
é facilitado quando a colhedora é regulada para um maior tamanho de picagem do material e
maior altura de corte.
Segundo Schlosser et al. (2010), a qualidade final da silagem está diretamente ligada
ao correto planejamento e dimensionamento do sistema de colheita. As máquinas são usadas
para cortar e picar o material vegetal ainda verde, visando principalmente facilitar a ingestão
do alimento, aumentando a superfície de contato para ação dos agentes digestivos; facilitar o
transporte do material assim como permitir maior compactação da biomassa reduzindo a
presença de ar no interior dos silos, garantindo assim as condições ideais para a produção de
silagem de boa qualidade (GARCIA et al., 1998).
22
Beauchemin et al. (1994) citam que o tamanho de partícula inferior a 20 mm favorece
a disponibilidade de carboidratos solúveis, estimulando o crescimento das bactérias láticas e
facilitando a compactação da silagem e o aproveitamento pelo animal. Assim, a uniformidade
de partículas obtidas no corte e na trituração das forrageiras é o primeiro passo para a
obtenção da chamada qualidade da forragem, expressão utilizada como referência ao valor
nutritivo, resultado do processamento uniforme de boas forrageiras, correto armazenamento
(ensilagem), culminando num resultado de produção de carne satisfatório (JOBIM et al.,
2007). Contudo, Neumann et al. (2007b) relatam que o tamanho de partículas de silagem após
processamento, deve ficar entre 2 e 6 mm, por determinar menores perdas físicas e
nutricionais na desensilagem.
Outro aspecto importante na colheita de forragens é a umidade da forrageira colhida.
Rodrigues et al. (1996) relatam que o estádio de maturação em que as forrageiras são colhidas
e ensiladas tem sido um dos fatores que mais alteram a qualidade e o valor nutritivo da
silagem. Geralmente, à medida que avança o estádio de maturação das plantas, ocorrem
alterações na composição bromatológica das silagens, como aumento do teor de matéria seca
(MS) e redução nos teores de proteína bruta.
Nussio e Zopollatto (2008) relatam que o ponto de maturidade para colheita do milho
para silagem representa um aspecto importante de manejo, e a tomada de decisão relacionada
a esse é um fator de grande relevância no sucesso da confecção desse volumoso. O ponto
ideal de colheita corresponde àquele em que a planta apresenta maior produção de matéria
seca digestível por hectare e teor de umidade que propicie a ocorrência de um processo de
fermentação satisfatório.
Existem algumas discordâncias em relação às recomendações para o momento ideal da
colheita, que refletem os diferentes objetivos, variedades ou híbridos disponíveis no mercado
de sementes ou então práticas agrícolas. Segundo Nussio (1991) o ponto ideal de matéria seca
para colheita estaria em torno de 33 a 37%. No entanto, Cruz (1998) afirma que o teor ideal
de MS seria entre 28 a 33%. A concentração ideal de umidade é entre 65 e 70% para a
ensilagem do milho, esse ponto de umidade coincide com o estágio de desenvolvimento que
assegura produção máxima de nutrientes digestíveis totais, concordando com Zopollatto e
Nussio (2009).
Garcia et al. (1998) relatam que grande parte das colhedoras de forragens em uso no
Brasil foram desenvolvidas por tentativas e erros, sem passarem por um processo de
otimização de seu projeto. Assim, vários são os pontos que merecem atenção por parte dos
engenheiros projetistas, entre os quais a influência das vibrações na vida útil dessas máquinas.
23
Para Souza et al. (2009), grande parcela dos fabricantes de máquinas destinados a
processamento de forrageiras não realizam testes suficientes em seus produtos.
No processo da colheita de forragem, há necessidade de corte, carregamento e
transporte do material cortado e picado para o meio de transporte, daí a importância das facas
de corte, um dos principais componentes da colhedora, devendo ser capaz de realizar o corte
do material de forma uniforme e transmitir energia mecânica cinética suficiente para lançá-lo
fora da máquina, com mínimo consumo de energia (BORGES et al., 2004; GARCIA et al.,
1998).
As colhedoras de forragens tracionadas podem ser classificadas em dois grandes
grupos: de corte grosso e de corte fino. As de corte grosso são de arrasto e acionadas pela
tomada de potência do trator. Seu mecanismo ativo é formado por um eixo transversal com
várias facas na periferia; o movimento circular oriundo da tomada de potência do trator é
transmitido através de um eixo cardan a uma caixa de engrenagens, que por sua vez aciona o
eixo rotor. As facas são presas ao eixo rotor por meio de um porta facas com bucha. Isto
permite que a faca vire para o lado oposto quando encontra algum obstáculo. A rotação do
eixo varia de 1000 a 1600 rpm, o que proporciona uma velocidade periférica de 35 a 50 m s-1
.
O corte é realizado pelo impacto da faca contra a forragem em pé (SILVEIRA, 1997).
As máquinas de corte fino possuem um sistema picador baseado em um disco ou
tambor, que incorporam um determinado número de facas que picam o material em tamanhos
de comprimento regulável. O valor mínimo varia entre 3 e 6 mm, enquanto o máximo pode
atingir 90 mm O disco pode ser localizado na posição horizontal ou vertical. As máquinas são
montadas no sistema hidráulico do trator e colocadas ao lado, e muitas delas possuem uma
roda de apoio, empregada para a regulagem de altura de corte (SILVEIRA, 1997). Mueller et
al. (2001) relatam que a exigência de potência pelas colhedoras de forragens depende
principalmente da taxa de colheita (t h-1
) que por sua vez depende da largura da máquina.
Colhedoras de uma fileira requerem de 30 a 60 kW h-1
na tomada de potência, colhedoras de
duas fileiras a potência requerida é de 60 a 90 kW h-1
e máquinas com três ou mais fileiras
requerem tratores com potência acima de 90 kW h-1
na tomada de potência. Buckmaster
(2006) cita que a consumo energético de uma colhedora de forragem, colhendo milho, é cerca
de 2 kWh Mg-1
, que corresponde a uma colhedora autopropelida com 294,4 kW (400 cv) que
pode colher aproximadamente 145 Mg de milho para silagem por hora.
Ramos e Canavate (2000) relatam que a principal vantagem das colhedoras de
forragens montadas ou de arrasto é a simplicidade em todos os aspectos como: concepção
mecânica, manutenção, regulagens, baixo preço de aquisição além da versatilidade, pois pode
24
ser utilizadas em várias culturas forrageiras. Os mesmos autores destacam também algumas
desvantagens dessas máquinas como a desuniformidade no tamanho do material picado, caso
as máquinas não estiverem com as facas afiadas adequadamente, podendo causar
dilaceramento da forragem levando a perdas e aumento do consumo de combustível.
Ramos (2005) relata que as colhedoras de forragens autopropelidas se destacam pela
sua capacidade de trabalho, versatilidade, incorporação de inovações tecnológicas além da
alta uniformidade em relação ao tamanho do material picado, entretanto, essas máquinas
apresentam algumas desvantagens como alto valor de aquisição e a necessidade de uma frota
de caminhões ou transbordos para trabalhar em paralelo com a máquina.
2.1 Cálculo do custo da colheita de forragens
Considerando que cada propriedade possui particularidades quanto à área plantada,
relevo, condições físicas e de fertilidade dos solos, nível tecnológico, máquinas, equipamentos
e aspectos administrativos. A estimativa do custo de produção torna-se, para o produtor rural,
ação obrigatória para subsidiar a tomada de decisão, pois é o elemento essencial nas ações
gerenciais e administrativas da propriedade rural na busca de padrões de qualidade e obtenção
de lucro (RICHETTI, 2007).
A elevação dos custos de produção e a queda dos preços dos produtos agrícolas no
mercado, fez com que agricultores procurem obter mecanismos eficientes com baixos custos
de produção, destacando-se o uso de máquinas agrícolas adequada ao conjunto trator-máquina
agrícola durante o trabalho (GREEN et al., 1985).
Para Ojima et al. (2007), a diminuição das margens de lucro causada pelo aumento da
competitividade do setor agrícola está exigindo maior eficiência do sistema produtivo e
redução dos gastos utilizando os custos de produção como ferramenta da gestão das
atividades.
O planejamento operacional é um conjunto de planos orçamentários que permite que a
administração conheça os resultados operacionais estimados e em seguida execute os
acompanhamentos necessários para que esses resultados sejam alcançados (SILVA et al.,
2009).
O conhecimento do custo operacional de máquinas é de fundamental importância no
processo de tomada de decisão, auxiliando o controle e planejamento da utilização desses
equipamentos (MACHADO; MALINOVSKI, 1988).
25
O desempenho econômico de uma máquina é definido por Ripoli e Mialhe (1982)
como a associação entre os dados de custo horário, formados pela estimativa de gastos de
propriedade e de gastos operacionais, e os dados de desempenho operacional (capacidade de
campo operacional).
A mecanização agrícola está em contínuo desenvolvimento levando a criação de novas
tecnologias com o uso racional delas, objetivando o maior rendimento, maior produção e
menor gasto (MERCANTE et al., 2010).
O desempenho econômico da máquina agrícola envolve o cálculo do custo direto,
indireto e operacional. Os custos diretos são aqueles associados à posse e ao uso, os indiretos
são aqueles devidos a um dimensionamento inadequado do sistema mecanizado e o
operacional está associado à capacidade de trabalho do conjunto ou máquina (MILAN, 2004).
O custo operacional é uma maneira de determinar o desempenho econômico das
máquinas agrícolas, os quais são divididos em custos fixos e variáveis. Os custos fixos são
dependentes do tempo de propriedade da máquina, os componentes desse item são:
depreciação, juros, seguro e alojamento. Os custos de uso variam proporcionalmente com a
utilização das máquinas, incluindo os gastos com o combustível, lubrificante, reparos e
manutenção (WITNEY, 1988).
Segundo Harry et al. (1991), o custo operacional de uma máquina é o somatório de
todos os custos resultantes de sua aquisição e operação. O seu conhecimento é uma etapa de
fundamental importância para o planejamento e controle de sua utilização. A variação desse
custo é influenciada, principalmente, pela quantidade de tempo na qual a máquina é utilizada
e pela sua capacidade de processamento.
Edwards (2001) relata que o verdadeiro valor desses custos não é conhecido até que a
máquina seja vendida ou utilizada, mas os custos podem ser estimados fazendo algumas
suposições sobre a vida útil da máquina, tempo de uso anual, consumo de combustível e custo
da mão-de-obra.
De acordo com Garcia et al. (2005), é importante conhecer a capacidade de
processamento da colhedora, a fim de selecionar a potência e os equipamentos que
desempenharão as operações agrícolas em tempo hábil, evitando dessa forma, custos
adicionais com máquinas superdimensionadas, comum nas propriedades agrícolas.
Buckmaster (2006) relata que os maiores componentes do custo de produção de
silagem são as máquinas para colheita e custos trabalhistas. Por isso, a seleção adequada e o
dimensionamento dos equipamentos são de grande importância.
26
Para Molin e Milan (2002), os especialistas da área de mecanização agrícola têm se
orientado pelos métodos de calculo do custo padronizado pela ASABE (American Society of
Agricultural and Biological Engineers), que consiste na compilação de vários trabalhos
executados em diferentes situações com máquinas ou implementos semelhantes,
sistematizando esses dados em equações.
Buckmaster (2006) cita que máquinas de colheita e os custos trabalhistas são
frequentemente associados a maior contribuição na composição do custo de produção de
forrageiras, devido a isso, a seleção e o dimensionamento dos equipamentos é muito
importante. Veiga (2000) ressaltou que na cultura da soja (grão) os custos diretos referentes
ao uso de máquinas agrícolas podem chegar a 40% dos custos de produção no plantio
convencional e 30% no plantio direto.
2.2 Demanda energética para colheita de forragens
A análise de fluxos de energia quantifica, de maneira estimada, a energia diretamente
consumida e, ou indiretamente utilizada, em pontos previamente estabelecidos de um
determinado sistema produtivo (HESLES, 1981).
A agricultura é um sistema que converte a energia solar em alimentos, energia e fibras.
Além da energia solar, esse sistema necessita de outras fontes de energia, sobressaindo-se os
fertilizantes, defensivos agrícolas e combustível, insumos, geralmente derivados do petróleo.
O modelo econômico brasileiro é dependente da energia fóssil, como os combustíveis,
lubrificantes e fertilizantes (ULBANERE; FERREIRA, 1989).
Romanelli et al. (2012), relatam que sistemas agrícolas são entidades econômicas,
termodinâmica e física, sujeito ao mesmo tempo a todos estes aspectos. Assim, para a
agricultura alcançar patamares de sustentabilidade ambiental, é fundamental a adoção de
indicadores e metodologias, além do planejamento e a avaliação de operações agrícolas,
fatores econômicos e não econômicos devem ser considerados, necessitando de uma visão do
sistema (TELLARINI; CAPORALI, 2000).
Desde a década de 1960, a agricultura brasileira tem passado por transformações que
trouxeram de um lado, aumentos notáveis da produção de alimentos e matérias-primas e, por
outro, a intensificação do uso de recursos não renováveis. Essa forma de produção pode
resultar em cenários que comprometam a sustentabilidade da produção agrícola, face à
crescente elevação dos gastos de energia, principalmente advindos de fontes não renováveis, à
27
elevação de custos de produção em geral e a redução dos preços agrícolas (PRACUCHO et
al., 2007). De acordo com Serra et al. (1979), a mecanização das operações agrícolas acentuou
o uso da energia fóssil, em formas progressivamente sofisticadas, como consequência do
planejamento e utilização de máquinas, fertilizantes e pesticidas, propiciando aumentos
consideráveis na produtividade com o passar do tempo. A quantidade de energia usada nas
operações depende de vários fatores, não só da energia proveniente do combustível, mas
também daquela agregada na fabricação e distribuição das máquinas, do óleo lubrificante e
hidráulico, do trabalho humano entre outros (BRIDGES; SMITH, 1979; FLUCK, 1985).
Ripoli e Molina Jr. (1991) considera que existe a necessidade de melhorar a eficiência
no consumo energético para minimizar o impacto ao ambiente, pois, em grande parte, o uso
de combustíveis fósseis causa a emissão de gases poluentes à atmosfera.
A necessidade de se produzir mais alimentos, para atender a demanda crescente da
população, vem se constituindo em um grande desafio. Com o objetivo de amenizá-lo, surgem
inovações tecnológicas agrícolas que visam o aumento da produtividade, demandando, na
maioria dos casos, uma maior quantidade de energia nos sistemas de produção. Esse aumento
na energia requerida é suprido pelo uso de energia fóssil, tendo em vista uma maior utilização
de insumos como fertilizantes, defensivos, máquinas e equipamentos. A preocupação com o
gasto dessa energia se deve ao fato da escassez dos recursos energéticos, o que está
ameaçando a sustentabilidade dos sistemas de produção (ASSENHEIMER et al., 2009).
Devido a isso houve crescente necessidade de racionalização de energia dos sistemas e
das operações agrícolas fazendo com que se desenvolvessem trabalhos de pesquisa visando à
obtenção de melhores técnicas e métodos e à redução no consumo de energia embutidos nos
insumos e combustíveis consumidos, além de melhor conservação do solo e dos recursos
naturais (MIALHE, 1996).
De acordo com Seki et al. (2009), o alto custo dos combustíveis e das máquinas
agrícolas e a baixa remuneração do produtor exigem o uso de técnicas de gerenciamento dos
serviços, principalmente aquelas ligadas às operações motomecanizadas, visando à
minimização do consumo de energia.
Os insumos derivados do petróleo usados nos diversos sistemas de produção de
alimentos impulsionaram os custos da produção (ULBANERE; FERREIRA, 1989). Fator
esse, que motivou a realização de diversas pesquisas desenvolvidas com a finalidade de
analisar e avaliar a eficiência energética das produções (CASTANHO FILHO;
CHABARIBERY, 1983; CAMPOS; CAMPOS, 2004). Para Bueno (2002), a análise
energética pode ser vista como um processo de avaliação das entradas e saídas de energia dos
28
agroecossistemas, para posteriores e concomitantes interações com análises em outros campos
do conhecimento. Dentro da mesma abordagem, Hart (1980) afirma que avaliação da
estabilidade de um agroecossistema é dada pelas entradas de energia, associadas às suas
saídas, em forma de calor e biomassa.
O balanço energético visa a estabelecer os fluxos de energia, identificando sua
demanda total e eficiência, refletida pelo ganho líquido de energia e pela relação
saída/entrada, além da quantidade necessária para produzir ou processar um quilograma de
determinado produto. Nesse processo, quantificam-se todos os insumos utilizados e
produzidos que são transformados em unidades de energia. A determinação da eficiência
energética é importante instrumento no monitoramento da sustentabilidade da agricultura ante
o uso de fontes de energia não renováveis (HETZ, 1994). A importância da análise da
eficiência energética é fornecer os parâmetros necessários para mensurar, interpretar e
subsidiar a tomada de decisões no direcionamento das políticas tecnológicas (COMITRE,
1993). Os fluxos de energia identificam a demanda total, a eficiência refletida pelo ganho
líquido e pela relação produção/demanda, além da quantidade necessária para produzir ou
processar um determinado produto. Os fluxos são um fator de fundamental importância para a
eleição de uma matéria-prima para a produção de energia (SIQUEIRA et al., 1999;
ROMANELLI et al., 2008; ROMANELLI, 2009).
O balanço energético é um importante instrumento para auxiliar na tomada de
decisões, relativas à adoção de novas técnicas e manejos agropecuários, com potencial para
economizar energia e aumentar a eficiência dos insumos, reduzindo custos em sistemas de
produção, que apresentam uso intensivo energético em suas várias formas (CAMPOS;
CAMPOS, 2004). A análise energética fundamenta-se como instrumento complementar de
avaliação do processo produtivo, principalmente em relação ao item sustentabilidade.
De acordo com Castanho Filho e Chabaribery (1983), o conhecimento das diferentes
formas de consumir energia nos diversos sistemas agrícolas é fundamental para a definição de
novas políticas de estímulos à produção ou de restrição de seu consumo, em função da
importância estratégica que a mesma ocupa como possível transformadora de um excedente
energético para outros setores econômicos. A análise de fluxo energético requer a unificação
do produto de diferentes fontes e conversores de energia, como máquinas, trabalho humano e
combustível, em uma mesma unidade de energia (COMITRE, 1995).
Segundo Zanini et al. (2003), a maioria dos autores que trabalham com balanço
energético em sistemas agrícolas classificam a energia consumida no processo produtivo de
duas maneiras: direta e indireta (CASTANHO FILHO; CHABARIBERY, 1983; COMITRE,
29
1993; CAMPOS, 2001). A energia direta utilizada no sistema produtivo inclui o combustível
fóssil utilizado e outras formas de energia derivadas do petróleo, tais como aquelas contidas
nos lubrificantes, nos adubos e nos defensivos agrícolas. Esses autores afirmaram também
que, para um estudo completo da energia aplicada, devem-se considerar as energias de origem
biológica, como o trabalho humano e animal assim como a energia contida nas sementes e
mudas. A energia indireta utilizada na agricultura é aquela empregada na fabricação de
maquinários, de construções e de outros inputs necessários à produção.
Analisando energeticamente a cultura de milho no Estado de São Paulo, Ulbanere e
Ferreira (1989) classificaram os fluxos energéticos em energias direta e indireta. A energia
direta é o conteúdo energético dos combustíveis e lubrificantes. A energia indireta: o
conteúdo dos demais insumos e a depreciação energética do maquinário, tais como: sementes,
corretivos, fertilizantes, agrotóxicos, tratores, colhedoras, implementos e equipamentos. O
trabalho humano não foi contabilizado nesse trabalho.
Para Bueno (2002), as análises de fluxos energéticos deve se dar em nível de
ecossistemas; isto é, enfoques de avaliação da estabilidade de agroecossistemas pelas entradas
de energia associadas às suas saídas, em forma de calor e biomassa produzida. Esse autor
fundamentou seus estudos na classificação de fluxos energéticos adotada por Comitre (1993),
em que as formas de entrada de energia no agroecossistema como mão-de-obra, sementes e
trabalho animal, são de origem biológica; óleo diesel, lubrificante e graxa, são de origem
fóssil; e, que, ambas: biológica e fóssil são consideradas energia do tipo direta. Máquinas,
implementos, corretivo de solo, fertilizantes e defensivos foram considerados formas de
energia de origem industrial do tipo indireta.
Determinar a melhor estratégia de manejo dos sistemas agrícolas depende da análise
das condições ambientais específicas, bem como dos dados de balanços energéticos e
econômicos (ASSENHEIMER et al., 2009).
Uma parcela considerável dos custos de produção agrícola refere-se à utilização de
máquinas e implementos agrícolas, especialmente no que diz respeito a uma das principais
unidades de potência da agricultura, o trator agrícola. A otimização de seu desempenho e,
mais especificamente, a melhor utilização do potencial de seu motor, reduzindo-se o consumo
de combustível, que por ser um dos fatores importantes na redução de custos de produção,
torna-se um requisito fundamental (SILVA, 2000).
Phipps et al. (1976) analisaram o balanço energético na produção de silagem de milho
e feno, sendo encontrados relações de entrada e saída de energia brutas de 4,8 (380% de
eficiência energética) e 2,7, respectivamente. Considerando sistemas de produção de esterco
30
como adubação orgânica, os mesmos elevariam aquela relação para 5,3 e 10,8,
respectivamente, ou seja, 430% e 980% de eficiência energética. O mesmo autor relata que na
produção de silagem de milho, os maiores componentes do consumo energético foram:
fertilizantes 58% e combustível 28%.
Para Campos et al. (1998) os combustíveis contabilizaram apenas 13,57%, enquanto
que fertilizantes foi novamente o componente de maior expressão, com 49,87%. A
depreciação das máquinas e equipamentos foi responsável por apenas 0,93% da demanda
energética total.
Seiki et al. (2009) relatam que a demanda total de energia, para o processo de
produção e ensilagem do milho (planta inteira) foi de 667 MJ ha-1
, sendo que a operação de
colheita representou 52% (346 MJ ha-1
) da demanda total no sistema de produção, utilizando-
se um trator com potência nominal de 63,2 kW (86 cv) e colhedora de forragem tracionada de
uma linha.
Uma forma de minimizar e racionalizar a utilização da energia nos processos
agrícolas, principalmente na destinação final dos produtos, como grãos de milho, pode ser a
silagem de “grão úmido”, que surge como alternativa para o produtor, na qual o processo de
secagem é substituído pela moagem e armazenamento em alta densidade com altos teores de
água (COSTA, 2001). Na produção de grãos, a operação de secagem pode representar até
50% do consumo total de energia, no caso específico do milho (LOPES et al., 2000).
Campos et al. (2004) citam que o consumo de energia para o conjunto (trator e
colhedora) mais óleo diesel e lubrificantes foi 53,37% (4.953,85 MJ ha-1
) da demanda total na
produção do milho para silagem (9.283,43 MJ ha-1
).
Romanelli e Milan (2005) relatam que a participação da colheita na demanda
energética do sistema de produção de silagem de milho foi de 18% utilizando-se um trator
com 55,2 kW de potência e colhedora de uma fileira de milho.
Alguns autores propuseram avaliações do âmbito energético para a agricultura. Ferraro
Junior (1999) propôs um método para a avaliação de sistemas de produção de modo a aferir
sua sustentabilidade, através de uma planilha eletrônica e da análise dos índices obtidos,
referentes à produtividade, balanço energético e rentabilidade. Panesar (1998) desenvolveu
um modelo, denominado SENMAP, para a produção agrícola, o qual predizia a energia
requerida pelas culturas em um período de um ano. A energia demandada foi analisada nos
seguintes fatores: água, óleo diesel, eletricidade e trabalho, além da energia total.
Rotz et al. (1989) revisaram o modelo DAFOSYM (Dairy Forage System). Para
maximizar a eficiência, segundo Rotz et al. (1989), o sistema deve ser otimizado em função
31
das necessidades do animal. Os principais fatores que influenciam quanti e qualitativamente o
alimento entre a produção e o uso final são: clima, modo de colheita, dimensão e
disponibilidade das máquinas, e tipo e tamanho do silo. O DAFOSYM considera todos esses
fatores, e foi desenvolvido como um meio de avaliar novas tecnologias e estratégias de
gerenciamento em fazendas produtoras de leite. Romanelli e Milan (2005), a fim de avaliar a
demanda energética dos sistemas de produção de forragem em diferentes sistemas de
produção, desenvolveram uma modelagem para analisar cenários de qualquer sistema de
produção agrícola, tendo em consideração a quantidade de variáveis envolvidas e a
complexidade das suas interações.
2.3 Alimentação Suplementar
A produção de gramíneas forrageiras tropicais, principal fonte alimentar do rebanho
brasileiro, não se mantém nos mesmos níveis de produtividade durante todo o ano devido à
estacionalidade de produção das plantas forrageiras, reduzindo-os drasticamente durante
aproximadamente cinco meses por ano (maio a setembro). Nessa época ocorre diminuição da
disponibilidade de luz (dias são mais curtos), redução da temperatura média, além do índice
pluviométrico ser reduzido. A soma destes fatores resulta em menor disponibilidade
quantitativa e qualitativa de forragem, afetando o desempenho dos animais mantidos a pasto
(CARVALHO JÚNIOR et al., 2009).
Segundo Caetano et al. (2012) em regiões tropicais, devido à sazonalidade da
produção forrageira, torna-se necessário a suplementação de volumoso durante a estação seca,
utilizando alimentos de alta qualidade para atingir níveis mais elevados de produção em
sistemas de criação de bovinos.
De maneira geral, a relação entre a produção de matéria seca no verão e inverno é de
aproximadamente 4:1. Assim, do total de forragem produzida durante o ano, 80% está
concentrado em aproximadamente seis meses, enquanto no restante do ano são produzidos
apenas 20% (CODAGNONE et al., 1988). O conhecimento do sistema de produção das
plantas forrageiras é de fundamental importância para que se atinja a qualidade de forragem, e
compreender estes efeitos é necessário para otimizar a produção e utilização de forrageiras em
sistemas de produção de bovinos (MOHARRERYA et al., 2009).
32
2.4 Milho
O milho (Zea mays L.) constitui-se em um dos mais importantes cereais cultivados e
consumidos no mundo devido a o seu potencial produtivo, sua composição química e seu
valor nutritivo, entre outros fatores, (FANCELLI; DOURADO NETO, 2000). Entre as várias
formas de aproveitamento do milho na alimentação animal, destacam-se os processos de
ensilagem de planta inteira, que têm por principais objetivos maximizar o valor nutritivo,
reduzir gastos e melhorar a capacidade de armazenamento (CASTOLDI et al., 2011). Outros
autores também descrevem algumas vantagens da utilização do milho para a produção bovina,
por possuir alta produtividade (NEUMANN et al., 2003) e elevado teor de energia (ROCHA
et al., 2006). Lucci (1997) relata que a silagem de milho possui excelente disponibilização de
energia por área e permite suprimento regular de forragem de alta qualidade o ano inteiro.
O elevado teor de energia, baixo teor de fibra, alta produção de matéria seca por
unidade de área, soluções adequadas de colheita mecanizada e os bons padrões de
fermentação da silagem, sem a necessidade de utilização de aditivos ou pré-secagem, são
características que fazem do milho uma das forragens mais utilizadas em silagens para
ruminantes (PEREIRA et al., 2004).
Johnson et al. (2003) e Velho et al. (2010) relatam que tradicionalmente o milho é a
cultura mais utilizada para a produção de silagem, devido ao seu elevado valor nutritivo,
principalmente em termos de energia. Além disso, o milho tem todas as características
necessárias para um processo adequado de fermentação dentro do silo, tais como níveis de
matéria seca (MS), carboidratos solúveis e poder tampão. Outros fatores que influenciam na
composição química e características físicas da silagem são: estágio da planta na colheita,
cultivar e processamento mecânico. Concordando com esses autores, França e Coelho (2001)
citam que outras gramíneas também são usadas, porém nenhuma delas se iguala ao milho na
produção de silagens com elevado teor de nutrientes digestíveis totais (NDT), expressão do
valor calórico dos alimentos, em razão dos nutrientes contidos e dos aproveitados pelo animal.
A silagem de milho é tida como alimento volumoso nutricionalmente completo, pois
associa elevada densidade energética (> 64% NDT), com teores moderados de proteína bruta
(6 a 9%) sem a necessidade de incorporação de aditivos. A produção média estimada para o
milho é de 40 t ha-1
, podendo variar em função do híbrido utilizado, região do país e manejo
da cultura (NATIONAL RESEARCH COUNCIL - NRC, 2001). A silagem de milho
apresenta teores aproximados de 28 a 45% de matéria seca (MS), 6 a 7% de proteína bruta
(PB) (NRC, 2001). Segundo Bal et al. (2000), o valor nutritivo da planta de milho para
33
silagem é afetado por vários fatores, como: quantidade de grãos, teor de FDN da fração haste,
digestibilidade da FDN, teor de amido no grão, digestibilidade do amido e os teores de óleo e
proteína.
A maior quantidade de grãos no material ensilado poderá representar economia em
ingredientes concentrados, sendo assim, a escolha dos materiais genéticos para produção de
silagem deve recair não só sob o fato do mesmo ser adaptado à determinada região geográfica
e ser mais produtivo, mas sim sob o aspecto de minimizar o custo da ração total a ser
fornecida aos animais (COAN et al., 2003).
2.5 Cana-de-açúcar
A utilização da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) na alimentação de bovinos tem se
tornado cada vez mais importante e difundida entre os produtores, devido, principalmente, a
redução dos custos da alimentação na época da seca. Alguns fatores favoráveis como, época
de colheita, alta produtividade (80 a 150 t ha-1
), alta quantidade de nutrientes digestíveis totais
(15 a 20 t) e menor custo de produção em comparação às silagens de milho ou sorgo, torna
essa forrageira bastante atraente e competitiva (BALIEIRO NETO et al., 2007). Nussio
(2003) relata que a cana de açúcar possui melhor desempenho econômico em comparação a
outras forrageiras, dependendo da categoria animal.
Segundo Siqueira et al. (2007), a utilização clássica da cana-de-açúcar na forma in
natura onde a cultura é cortada e picada diariamente para alimentação animal, apresenta
alguns inconvenientes, conforme descrevem Freitas et al. (2006), que para grandes
produtores, a colheita mecanizada da cana-de-açúcar, se torna uma barreira para utilização do
volumoso, devido a dificuldades logística e operacional para realização do corte diário.
De acordo com Balsalobre et al. (1999), o uso intensivo da cana-de-açúcar apresenta
restrição em relação a colheita mecanizada, pois as colhedoras de forragens utilizadas no corte
de cana-de-açúcar são as mesmas utilizadas para colher milho, fazendo com que a vida útil
das máquinas sejam reduzidas. Além disso, outros inconvenientes como baixas
produtividades, necessidade frequente de manutenção e principalmente o tamanho de corte
das partículas não é adequado para o bom desempenho animal.
Santos et al. (2009b) citam que houve aumento na utilização de silagem de cana-de-
açúcar na alimentação animal, devido a ganhos em operações diária da colheita e transporte
da cultura além de melhor gestão de pós-colheita.
34
A prática de ensilagem elimina a necessidade do corte diário e representa uma solução
operacional para o aproveitamento do potencial produtivo da cana-de-açúcar em larga escala
(BALIEIRO NETO et al., 2007). Entretanto, alto teor de carboidratos solúveis promove
rápida proliferação de leveduras, produção etanol e gás carbônico, resultando em perdas de
nutrientes e, consequentemente, na redução no valor nutritivo (KUNG JUNIOR; STANLEY,
1982).
Pedroso et al. (2005) indicam que a ensilagem da cana é uma prática que melhora a
eficiência de colheita, pois permite o aproveitamento de talhões em declínio (na
produtividade, em acamamento ou prejudicados por geadas ou fogo), além de disponibilizar o
material em outros períodos de escassez de pastagem (inverno).
35
3 MATERIAL E MÉTODOS
Nesse item são apresentadas as etapas referentes ao desenvolvimento do presente
estudo: a aplicação da metodologia para o calculo do custo assim como a demanda energética
para a colheita mecanizada de milho e cana-de-açúcar.
O sistema de produção da silagem de milho e cana-de-açúcar fornecida in natura
(capineira), é complexo e exige várias etapas, que envolvem a utilização de máquinas, sendo
que a colheita se destaca como uma das etapas mais importantes para se conseguir alimento
de boa qualidade. Na figura 1, o sistema de produção agricola de uma cultura forrageira é
apresentado desde o preparo de solo até a etapa final, que consiste no fornecimento aos
animais. Em todas essas etapas do sistema de produção, a utilização de máquinas agrícolas, e
consequentemente combustível, é indispensável.
A diferença entre o proceso da ensilagem do milho e a cana-de-açúcar, consiste na
etapa na qual se compacta a biomassa vegetal colhida. Na ensilagem do milho realiza-se a
compactação da biomassa no silo, com intuito de reduzir o volume da biomassa e excluir o
oxigênio desse ambiente favorecendo a fermentação anaeróbia, produzindo acídos que tem a
finalidade de conservar o alimento, para que seja utilizado na suplementação nutricional do
rebanho bovino, na época na qual ocorre escassez de forragens. Enquanto, que no processo de
fornecimento de cana-de-açúcar, a biomassa é transportada in natura até o fornecimento aos
animais.
Figura 1 - Fluxograma do sistema de produção de alimentação suplementar
O levantamento dos modelos de colhedoras de forragem disponíveis no mercado
brasileiro foi realizado, para definir quais seriam os conjuntos mecanizados avaliados nessa
pesquisa, a partir do banco de dados da Associação Brasileira de Máquinas e Equipamentos –
ABIMAQ. As colhedoras de forragens podem ser classificadas em relação a três parâmetros:
forma de acionamento, modo de deslocamento e sistema picador (BALSALOBRE et al.,
1999; GADANHA Jr. et al., 1991; BALASTREIRE, 1987). No presente trabalho utilizou-se a
classificação citada anteriormente, para agrupar as colhedoras de forragens selecionadas para
36
o estudo, além dos três parâmetros citados acrescentaram-se outros dois parâmetros, a
potência demandada para o acionamento da colhedora e a capacidade de processamento,
ambos fornecidos pelos fabricantes.
3.1 Caracterização dos conjuntos motomecanizados avaliados
Foram avaliados quatro conjuntos de colhedoras de forragem, sendo três alternativas
para colheita de planta inteira de milho e uma para a colheita de cana-de-açúcar.
O primeiro conjunto motomecanizado selecionado foi denominado de milho 1 (Tabela
1), se configura em uma alternativa de colheita mecanizada amplamente adotada entre os
produtores do Brasil, devido ao menor valor de aquisição, simplicidade na concepção
mecânica da máquina, menor custo de manutenção e possibilidade de regulagens de tamanho
do material cortado, conferindo a essa máquina, grande versatilidade em relação à cultura
colhida. Entretanto, esse conjunto possui algumas desvantagens como: baixa capacidade de
processamento, maior necessidade de manutenção e caso a máquina não for corretamente
regulada, pode haver uma redução na qualidade do material colhido, devido a dilacerações
causadas na forrageira.
O segundo conjunto mecanizado avaliado, denominado milho 2 (Tabela 1), se
constitui de uma colhedora de forragens de duas fileiras, esse conjunto se configura, entre os
conjuntos mecanizados avaliados para a colheita do milho, como um nível intermediário em
relação ao preço e a capacidade de processamento. Nesse conjunto há necessidade de um
trator mais potente.
Milho 1 e 2 foram avaliados no talhão com área de 30 ha, localizado,
aproximadamente, nas coordenadas 22º42’42” S e 47º36’36” W, na Escola Superior de
Agricultura “Luiz de Queiroz”, no município de Piracicaba – SP. O híbrido utilizado foi o
P30F90 de ciclo semi-precoce de 120 a 140 dias, semeado em sistema de plantio direto com
espaçamento de 0,8 m entre fileiras, na primeira quinzena de novembro de 2010 e colhido na
segunda quinzena de março de 2011.
O terceiro conjunto mecanizado avaliado, denominado milho 3 (Tabela 1), se refere a
uma máquina autopropelida. Esse conjunto se configura na alternativa com maior nível de
tecnologia empregado e, consequentemente maior valor de aquisição. Como vantagens dessa
máquina destacam-se a capacidade operacional e incorporação de inovações tecnológicas.
Essa alternativa foi avaliada no município de Castro-PR em um talhão de 3,84 ha localizado
aproximadamente nas coordenadas 24°46’57’’ S e 49°55’12’’ W. O híbrido utilizado foi o
37
P30R50 um material precoce, com ciclo de 100 dias. O milho foi semeado em sistema de
plantio direto, com espaçamento de 0,45 m entre fileiras na primeira quinzena de novembro
de 2010, sendo que a colheita ocorreu no dia 16 de fevereiro 2011.
O quarto conjunto mecanizado, denominado “Cana-de-açúcar” (Tabela 1), avaliou
uma colhedora de uma fileira para a colheita de cana-de-açúcar. A avaliação foi realizada no
talhão localizado na Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, no município de
Piracicaba – SP. Este talhão possui área de aproximadamente 4 ha, localizado
aproximadamente nas coordenadas 22º59’52” S e 47º52’48” W. Utilizou-se uma colhedora
tracionada para colher mecanicamente cana-de-açúcar de quarto corte. A avaliação desta
alternativa ocorreu nos dias 10 e 11 de julho de 2011.
Tabela 1 - Características técnicas
Máquina motora Colhedora
Conjuntos Potência
(kW) Tração
Massa
(kg)
Massa
(kg)
Total
(Kg)
Milho 1 55,2 4x2 3.745 583 4.328
Milho 2 62,5 4x2 TDA 4.900 826 5.726
Milho 3 334,6 4x2* 11.280 990 12.270
Cana-de-açúcar 91,4 4x2 TDA 6.900 1.350 8.252
* Colhedora autopropelida.
Na figura 2 são apresentados fotos das máquinas avaliadas.
a b c
Figura 2 – Fotos das máquinas avaliadas. a) colhedora de milho (1 linha), b) colhedora de milho (2
linhas) e c) colhedora autopropelida.
Para os cálculos, foram adotados valores de aquisição de máquinas novas, que podem
ser consultadas na tabela 2. Para todas as máquinas adotou-se valor final de 30% do valor de
aquisição.
38
Tabela 2 - Valor de aquisição das máquinas motoras e colhedoras*
Conjuntos
Valor de Aquisição
Máquina Motora
(R$)
Valor de Aquisição
Colhedora
(R$)
Total
(R$)
Milho 1 80.000,00 16.500,00 96.500,00
Milho 2 90.000,00 21.300,00 111.300,00
Milho 3 765.000,00 - 765.000,00
Cana-de-açúcar 132.000,00 33.000,00 165.000,00
*Valores cotados em julho/2011
A capacidade de processamento (CP), conforme descrito por Witney (1988), pode ser
definida como o trabalho realizado em termos de massa de produto processado pelo tempo no
qual foi realizada a operação eq. (1). Para determinar o tempo de trabalho, para os conjuntos
milho 1, milho 2 e cana-de-açúcar, utilizou-se um cronômetro digital para marcar o tempo
total da operação, para a alternativa milho 3, utilizou-se um GPS da marca Garmin que foi
programado para a aquisição de um ponto a cada segundo.
Em que: CP - Capacidade de processamento observada (t h
-1);
QPP - Quantidade de produto processado (t);
T – Tempo de trabalho da máquina na área (h).
A produtividade dos talhões analisados, foi estimada através de uma amostragem
composta. As amostras foram colhidas manualmente e pesadas com auxílio de balança,
coletaram-se três amostras por área. Cada amostra consistia na retirada de todas as plantas ao
longo de duas fileiras vizinhas com comprimento de 4 metros. Para calcular a produção de
biomassa por m2, primeiramente determinou-se a área amostral (Z), eq.(2). Para estimar a
produção de biomassa por área utilizou-se a eq.(3).
(2)
Em que: Z – Área da amostra (m2);
Esp – Espaçamento da cultura (m);
Nf – Número de fileiras colhidas;
(1)
39
Cp – Comprimento da fileira amostrada (m).
(3)
Em que: PB – Produtividade (kg ha-1
);
MV – Média da biomassa colhida na amostra (kg);
Z – Área da amostra (m2);
10.000 – Fator de conversão m2 para hectare.
Segundo Molin e Milan (2002), a avaliação da capacidade de trabalho das máquinas
na agricultura é de difícil obtenção. Existe uma variação considerável para as condições
operacionais, normalmente influenciadas por fatores como topografia, condições climáticas,
superfície do solo e da cultura, presença de obstáculos, entre outros. Sendo assim a
capacidade de campo operacional (CcO) foi calculada através da eq. (4).
(4)
Em que: CcO – Capacidade de campo Operacional (ha h-1
);
A – Área trabalhada (ha);
T – Tempo total de trabalho da máquina na área (h).
Outra informação importante para o gerenciamento de uma operação de colheita é a
capacidade de campo efetiva (CcE), eq. (5).
(5)
Em que: CcE – Capacidade de campo efetiva (ha h-1
);
Le – Largura da faixa de ação efetiva (m);
Ve – Velocidade de deslocamento efetivo (km h-1
);
10 – Fator de conversão de 1.000 m² para hectare.
40
A eficiência operacional, é a razão entre a CcO e CcE eq. (6), expressa o
aproveitamento da capacidade potencial da máquina para realizar a operação de colheita.
(6)
Em que: EF – Eficiência operacional (%);
CcO – Capacidade de campo Operacional (ha h-1
);
CcE – Capacidade de campo efetiva (ha h-1
);
100 – Fator de conversão para porcentagem.
Determinou-se neste estudo a capacidade de campo teórica (CcT), eq. (7). Os
parâmetros utilizados para o calculo da CcT são apresentados na tabela 3.
(7)
Em que: CcT – Capacidade de campo teórica (ha h-1
);
Le – Largura da faixa de ação teórica (m);
Ve – Velocidade de deslocamento teórica (km h-1
);
10 – Fator de conversão de 1.000 m² para hectare.
Tabela 3 – Parâmetros utilizados para o cálculo da capacidade de campo teórica
Conjunto
Largura de
Trabalho
Velocidade
Deslocamento
(m) (km h-1
)
Milho 1 0,8 5,0
Milho 2 1,6 5,0
Milho 3 6,0 5,5
Cana-de-açúcar 1,5 5,0
Para determinar a velocidade de deslocamento da máquina na operação, tomou-se uma
distância de 10 m, marcada com estacas fixadas no campo, a 15 m do inicio do talhão, para
estabilizar a velocidade da máquina. Foram realizadas três repetições, marcando-se o tempo,
com cronômetro digital, na qual a máquina percorre essa distância. Adotou-se como
referencial, a roda traseira, eq. (8).
41
(8)
Em que: V – Velocidade de deslocamento (km h
-1);
T – Tempo gasto no percurso (s);
DT – Distância percorrida (m), 10 mestros:
3,6 – Fator de correção de m s -1
para km h -1
.
Para determinar a largura efetiva de trabalho da colhedora, foram fixadas duas estacas
nas extremidades da largura de trabalho da máquina, após a passagem da colhedora, utilizou-
se uma trena para medir a largura efetiva de trabalho, coletaram-se cinco repetições em cada
alternativa avaliada.
Para a determinação da matéria seca, realizou-se uma amostra composta que foi
coletada nas carretas transportadoras. Estas amostras foram submetidas à análise de matéria
seca no Laboratório de Bromatologia do Departamento de Produção Animal, ESALQ/USP
para milho 1 e 2 e cana-de-açúcar. Para milho 3, as amostras foram analisadas no Laboratório
de Análises Físico – Químicas da Fundação ABC localizado no município de Castro – PR.
3.2 Estimativa do custo
Para calcular o custo da colheita mecanizada de milho e de cana-de-açúcar foi aplicada
a metodologia proposta pela ASABE (2011). Para o calculo do custo utilizou-se um
microcomputador portátil (notebook) marca Dell, com processador CORE I5TM
, 4 Gb de
memória RAM, HD de 500 Gb. Os softwares utilizados foram MicrosoftR Excel
R 2010 e
MicrosoftR Office
R 2010. Nesta avaliação os custos foram divididos em custos fixos e
variáveis. Os componentes do custo fixo considerados são: depreciação, juros sobre o capital
investido, alojamento, seguro e taxas (ASTA) e mão-de-obra.
Para o cálculo do custo da mão-de-obra, utilizou-se a média dos salários de um
tratorista no estado de São Paulo, divulgado pelo IEA (Instituto de Economia Agrícola) de R$
879,3 mensais. Os encargos sociais considerados foram de 68,17% do salário mensal. A
eq.(9) foi utilizada para calcular o salário mais encargos.
42
(9)
Em que: Ctratorista – Custo com tratorista (R$ h-1
);
SM-Salário mensal (R$); 13,33 – Quantidade de salários pagos no ano, incluindo 13° e
férias;
EN – Encargos sociais (%);
44 – Horas de trabalho por semana;
52 – Número de semanas por ano;
4,28 – Número de semanas destinadas a férias (30 dias / 7 dias por semana).
A depreciação é a perda de valor das máquinas devido ao tempo de uso (desgaste) ou
obsolescência tecnológica do maquinário, sendo interpretada como uma reserva contábil
destinada a recuperar o investimento inicial ou substituição destes equipamentos. Neste
estudo a depreciação foi calculada pelo método linear. A vida útil das máquinas foi adotada
segundo ASABE (2011), para colhedoras montadas ou de arrasto a vida útil é de 2.500 horas,
colhedoras autopropelidas é de 4.000 horas e tratores 12.000 horas. Foi considerado o período
de 10 anos de vida útil.
A taxa de juros se refere ao custo de oportunidade, ou seja, juros sobre o capital
investido no equipamento. Se a máquina for mantida em abrigo, deve ser incluída nos custos
fixos, pois o galpão possui depreciação e necessita de manutenção. Existe uma dificuldade
para calcular o valor de alojamento devido ao fato de que raramente se constrói um abrigo
especificamente para máquinas. Foi considerado como custo de alojamento 0,75% do valor
inicial da máquina.
Caso a máquina possua seguro deve ser incluído no cálculo dos custos, considerou-se
0,25% do valor inicial. As taxas foram consideradas como 1% do valor inicial, embora não
haja a necessidade de licenciar máquinas agrícolas no Brasil. A eq. (10) representa a
porcentagem do custo fixo (depreciação, juros, alojamento, seguro e taxas) em relação ao
valor de aquisição da máquina, por ano.
(10)
43
Em que: CFA – Custo fixo anual (%);
Vf – Valor final (decimal);
I – Taxa de juros anuais (decimal);
Vu – Vida útil (anos);
ASTA – Fator de alojamento, seguro e imposto (decimal).
O fator CFA multiplicado pelo valor inicial da máquina e dividido pela quantidade de
horas de uso anual fornece o custo fixo horário do equipamento, eq. (11).
(11)
Em que: CFH - Custo fixo horário (R$ h-1
);
CFA – Custo fixo anual (decimal);
Vi – Valor inicial da máquina (R$);
NHA – Número de horas trabalhadas por ano (h).
Os custos variáveis alteram, proporcionalmente, em relação ao nível das operações e
do tempo despendido para a realização. Foram considerados como custos variáveis o custo do
combustível e reparos e manutenção.
Para determinar o consumo de combustível das máquinas, o tanque foi completamente
abastecido no início e no final da operação, a razão entre a quantidade abastecida (Qab) e o
tempo de trabalho, fornece o consumo horário da operação. Para a máquina autopropelida,
anotou-se a quantidade de óleo diesel abastecido na bomba de abastecimento, assim como o
tempo de trabalho da máquina no campo. Para conhecer o consumo de combustível dos
tratores em milho 1, milho 2 e cana-de-açúcar, utilizou-se um recipiente plástico de
capacidade de 50 litros graduado a cada litro, com o auxílio de uma bureta graduada. A
quantidade de óleo diesel consumido pela máquina foi calculada através da eq. (12).
(12)
Em que: CCB – Consumo de óleo diesel (L h-1
);
44
Qab – Quantidade abastecida (L);
Tt – Tempo trabalhado (h).
O custo dispendido com combustíveis foi calculado a partir da eq. (13).
(13)
Em que: CHC – Custo horário do combustível (R$ h-1
);
CCB – Consumo de combustível (L h-1
);
PRL – Preço de combustível (R$ L-1
).
Os reparos e manutenção são essenciais para que o desempenho operacional e a
confiabilidade das máquinas sejam garantidos. Esses custos são associados ao tamanho do
equipamento e diretamente ligados ao preço de aquisição, eq. (14). Os fatores de reparo e
manutenção, tabela 4, foram obtidos em ASABE (2011). Adotou-se para o cálculo do custo
com reparos e manutenção à quantidade de horas de trabalho acumuladas (H), de um ano de
trabalho, para todas as alternativas avaliadas. Através desta equação, pode-se estimar a
porcentagem do gasto com reparos e manutenção em qualquer momento da vida útil da
máquina, em relação ao valor de aquisição da máquina.
Tabela 4 – Fatores de reparo e manutenção
Máquina FRM
(%)
Trator 100
Colhedora tracionada 65
Colhedora autopropelida 50
(14)
Em que: CRM – Custo de reparos e manutenção (R$ h-1
);
RFM – Fator de reparo e manutenção (decimal);
Vi – Valor inicial máquina (R$);
VUh – Vida útil em horas (h).
45
O custo horário total do conjunto (trator e colhedora) foi determinado pela eq. (15).
(15)
Em que: CHT – Custo hora total conjunto (R$ h-1
);
CFHt – Custo fixo horário do trator (R$ h-1
);
CFHc – Custo fixo horário da colhedora (R$ h-1
);
CHC – Custo do combustível (R$ h-1
);
CRMt – Custo de reparos e manutenção do trator (R$ h-1
);
CRMc – Custo de reparos e manutenção da colhedora(R$ h-1
).
O custo operacional da colheita (COP) de forrageiras (R$ ha-1
) foi calculado através da
relação entre o custo horário total da máquina pela capacidade campo operacional, eq. (16).
Segundo Milan (2004), o COP reflete a relação entre o custo horário do equipamento ou
conjunto e a sua capacidade de trabalho.
(16)
Em que: COP – Custo operacional da colheita de forragens (R$ ha -1
);
CHT – Custo horário total do conjunto (R$ h-1
);
CcO – Capacidade de campo Operacional (ha h-1
).
O custo da biomassa colhida (CBC) expresso em (R$ t-1
) foi calculado através da
relação entre o custo horário total da máquina pela capacidade de processamento, eq. (17).
(17)
Em que: CBC – Custo biomassa colhida (R$ t-1
);
CHT – Custo horário total do conjunto (R$ h-1
);
CP– Capacidade de processamento (t h-1
).
46
3.3 Estimativa da demanda energética
Para a determinação da demanda energética da colheita mecanizada de milho e cana-
de-açúcar para alimentação suplementar de bovinos foi adotada a metodologia de fluxos de
material proposta por Romanelli e Milan (2010). Para o calculo do custo utilizou-se um
microcomputador portátil (notebook) marca Dell, com processador CORE I5TM
, 4 Gb de
memória RAM, HD de 500 Gb. Os softwares utilizados foram Microsoft® Excel
® 2010 e
Microsoft®Office
® 2010.
O fluxo de insumos diretamente aplicados foi determinado pela prescrição técnica de
acordo com as taxas de aplicação. Insumos indiretamente aplicados devem ser considerados
os componentes que permitem a determinação de trabalho.
Conversão energética é uma metodologia que consiste em transformar insumos e
produtos em coeficientes energéticos correspondentes. Nesse estudo foi calculado pela
multiplicação da quantidade do produto físico pelos respectivos índices de incorporação
energética.
A conversão energética dos fatores de produção envolvidos na colheita de forragem
foram respaldada na literatura (PIMENTEL et al., 1973; DOERING III et al., 1977;
CASTANHO FILHO; CHABARIBERI, 1983; MACEDÔNIO; PICCHIONI, 1985;
ULBANERE, 1988; COMITRE et al., 1993; CAMPOS et al., 1998; CAMPOS, 2001;
ROMANELLI; MILAN, 2005), adequando cada fator às características da situação estudada.
Energia indireta considerada no sistema foi depreciação, combustível e a mão-de-obra. O
cálculo da demanda energética eq. (18).
(18)
Em que: DE – Demanda energética para colheita de forragem (MJ ha-1
);
Emd – Energia consumida para produção e depreciação de máquinas (MJ ha-1
);
Ec – Energia do combustível consumido (MJ ha-1
);
Et – Energia consumida pela mão de obra (MJ ha-1
).
O cálculo da depreciação energética do conjunto motomecanizado foi realizado,
similarmente à depreciação econômica eq. (19). Segundo Ulbanere (1988), máquinas motoras
apresentam demanda específica de energia (DE), de 68,86 MJ kg-1
para serem fabricadas,
enquanto que as movidas demandam 57,22MJ kg-1
.
47
(19)
Em que: Emd – Depreciação do conjunto (MJ ha-1
);
M – Massa da máquina (kg);
DEE – Demanda especifica de energia para máquinas (MJ kg-1
);
CcO – Capacidade de campo operacional (ha h-1
);
Vu – Vida útil da máquina (h).
A energia despendida com combustível por área foi determinada pela eq. (20). O
Índice de conversão energética do óleo diesel, considerado neste estudo foi de 38,6 MJ L-1
(ULBANERE; FERREIRA, 1988).
(20)
Em que: Ec – Energia combustível (MJ ha-1
);
Cb – Consumo de combustível (L h-1
);
fc – Energia incorporada no combustível (MJ l-1
);
CcO – Capacidade campo operacional (ha h-1
).
A energia dispendida pela mão-de-obra, eq. (21) foi determinada pela relação da
quantidade de homens-hora, empregadas nas operações pela quantidade de horas trabalhadas.
De acordo com Serra et al. (1979), um homem exige 2,2 MJ h-1
. Zanini et al. (2003) e Campos
et al. (1998) utilizaram o mesmo valor energético para o trabalho humano na agricultura, para
a energia empregada na produção de silagem.
(21)
Em que: Et - Energia consumida pelo trabalho humano (MJ ha-1
);
JT – Jornada de trabalho (h);
Ce - Consumo de energia humana pelo trabalho (MJ h-1
);
48
At – Área trabalhada (ha).
3.4 Análise de sensibilidade
Para identificar os fatores críticos que mais influenciam no sistema de produção e
consequentemente na lucratividade da colheita de forragens, utilizou-se a análise de
sensibilidade nos componentes do custo horário e da demanda energética, com intuito de
analisar quais dos seus componentes impactam mais o custo da colheita mecanizada. A
análise consistiu em aumentar em 10% cada uma das variáveis e registrar o aumento
percentual em relação ao custo da colheita mecanizada calculado no cenário inicial. Essa
técnica foi proposta por Noronha (1981) e utilizada na gestão de sistemas mecanizados por
Milan (1992) e Romanelli e Milan (2005). As variáveis analisadas na parte dos custos foram:
valor inicial (VI), valor final (VF), vida útil (VU), gasto com alojamento seguro e taxa
(ASTA), custo de oportunidade (juros), mão-de-obra (MDO), gasto com reparos e
manutenções (FRM), potência da máquina motora (POT), salário do tratorista (ST) e encargos
sociais (EN). AS variáveis analisadas no parâmetro da demanda energética foram: capacidade
de campo operacional (CcO), massa, vida útil, consumo de combustível e jornada de trabalho.
Para a análise da importância de cada um dos componentes no custo horário, utilizou-se para
cada conjunto mecanizado avaliado um gráfico de Pareto.
49
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O levantamento realizado sobre as marcas e os modelos das colhedoras de forragens
disponíveis no Brasil, a partir de dados da ABIMAQ, indicou que 10 empresas comercializam
estas máquinas, sendo que existem 27 modelos, sendo 25 máquinas tracionadas e dois
modelos autopropelidas importadas. As características das colhedoras tracionadas são
apresentadas na tabela 5. Existe uma grande variação na demanda de potência para tracionar
as colhedoras e na capacidade de processamento. Essas variações podem ser explicadas
devido a versatilidade desses equipamentos, que podem ser utilizados para colher qualquer
forrageira. Outras características como peso da colhedora e forrageira colhida também
interferem na demanda de potência e capacidade de processamento das colhedoras. Essas
informações foram obtidas nos manuais técnicos das colhedoras, fornecidos pelos fabricantes.
Tabela 5 – Características técnicas das colhedoras avaliadas*
Conjuntos
Forma de
acionamento
Modo de
deslocamento
Potência
Acionamento
(kW)
Sistema
Picador
Capacidade
processamento
(t h-1
)
MILHO 1 Cardan e
correia Arrasto 40,4
Tambor
10 facas 9 a 50
MILHO 2 Cardan e
correia Arrasto 55,1
Tambor
10 facas 30 a 65
MILHO 3 Transmissão
IVLOCTM
Autopropelida -
Rotor
48 facas 120 a 200
CANA-DE-
AÇÚCAR Cardan Arrasto 66,2
Tambor
10 facas 9 a 50
*Características técnicas fornecidas pelos fabricantes das colhedoras
A produtividade de biomassa (kg ha-1
) e a porcentagem de matéria seca das forrageiras
colhidas em cada alternativa são apresentadas na tabela 6. As alternativas milho 1 e milho 2
foram realizadas na mesma área por isso a produção de biomassa foram consideradas iguais.
A colhedora autopropelida operou na área que apresentou a maior produtividade de massa
verde (82.986,0 kg ha-1
). A produtividade na área com cana-de-açúcar foi de 74.166,6 kg ha-1
.
Em relação à porcentagem de matéria seca apenas em milho 3, a forrageira foi colhida
com a porcentagem abaixo do que é recomendado na literatura. Segundo Cruz (1998), a
planta a ser ensilada deve ser colhida com teor de matéria seca em torno de 28 a 33%. Para os
50
outros conjuntos avaliados, a porcentagem de matéria seca se encontra dentro da faixa de
umidade ideal para a colheita.
Tabela 6 – Produção de biomassa e matéria seca
Conjuntos
Prod.
Biomassa
(kg ha-1
)
Matéria
Seca
(%)
Massa Seca
(kg ha-1
)
MILHO 1 47.109,3 32,0 15.074,9
MILHO 2 47.109,3 32,0 15.074,9
MILHO 3 82.986,0 25,9 21.526,6
CANA-DE-AÇÚCAR 74.166,6 25,0 18.541,7
A quantidade de horas trabalhadas assim como o consumo de combustível é
apresentada na tabela 7.
Tabela 7 – Horas trabalhadas dia e consumo de combustível
Conjuntos
Horas
trabalhadas
(h)
Volume
Combustível
(L)
Consumo
(L h-1
)
Consumo de
Combustível
(L ha-1
)
Área
Colhida
(ha)
MILHO 1 7,76 72,9 9,4 67,14 1,13
MILHO 2 7,43 101,1 13,6 48,57 2,15
MILHO 3 2,09 116,2 55,6 29,11 3,84
CANA-DE-AÇÚCAR 1,20 21,4 17,8 71,20 0,30
Milho 3 foi o que apresentou maior consumo de combustível horário em relação as
alternativas analisadas, 55,6 L h-1
. Isso é devido a maior potência da máquina, porém quando
se observa o consumo de combustível por área, esse conjunto apresenta o menor consumo
29,11 l ha-1
, devido ao fato de que essa colhedora avaliada apresentou a maior capacidade de
campo operacional (CcO) e portanto demanda menor tempo para colher um hectare .
O consumo de combustível por área mostrou que quanto maior a capacidade de
trabalho do conjunto mecanizado, menor o consumo de combustível por área.
Para milho 1, milho 2 e cana-de-açúcar, o comportamento foi inverso. O consumo de
combustível por hora foi menor que o consumo de combustível por área, isso devido à baixa
capacidade operacional apresentada em cada conjunto avaliado.
51
Os parâmetros operacionais das máquinas são apresentados na tabela 8. De acordo
com Molin et al. (2006), informações sobre a capacidade operacional de máquinas são
necessárias no gerenciamento de sistemas mecanizados agrícolas, auxiliando nas tomadas de
decisões pela administração, visando sua otimização.
Tabela 8 – Parâmetros operacionais das colhedoras de forragens
Observa-se que as colhedoras tracionadas (milho 1, milho 2 e cana-de-açúcar),
possuem menor capacidade operacional em relação à colhedora autopropelida, isso devido a
menor largura de trabalho e velocidade. Essa maior capacidade de campo operacional se
reflete diretamente no custo operacional, assim como na qualidade da silagem, devido a
menor necessidade de tempo para completar a colheita e fechar o silo e a uniformidade da
biomassa colhida. Em relação à eficiência operacional dos conjuntos avaliados, os conjuntos
milho 1 e 2, foram inferiores quando comparados, ao conjunto milho 3 e a cana-de-açúcar. O
conjunto mecanizado, denominado cana-de-açúcar, apresentou o melhor resultado, isso pode
ser explicado pelo fato de que nessa operação, não houve interrupções da colheita devido à
falta de carretas transportadoras, o que aumentou o tempo de trabalho nesse cenário. A
capacidade de processamento, indica o quanto de produto a máquina é capaz de processar por
hora, esse parâmetro mostrou a superioridade do conjunto milho 3, em relação aos outros
conjuntos avaliados.
4.1 Custo da colheita de forragens
O custo horário total do conjunto (CHT) assim como o custo operacional (COP) e o
custo por tonelada de biomassa colhida (CBC) são apresentados na tabela 9.
Conjuntos
Largura
efetiva
(m)
Velocidade
Efetiva
(km h-1
)
CcT
(ha h-1
)
CcE
(ha h-1
)
CcO
(ha h-1
)
Eficiência
Operacional
(%)
CP
(t h-1
)
MILHO 1 0,80 3,38 0,40 0,27 0,14 51,85 6,85
MILHO 2 1,61 3,25 0,80 0,52 0,28 53,84 13,65
MILHO 3 5,37 4,65 3,30 2,50 1,91 76,40 158,51
CANA-DE-
AÇÚCAR 1,50 2,23 0,75 0,33 0,25 76,66 18,74
52
Tabela 9 – Custos de colheita
Conjuntos CHT
(R$ h-1
)
COP
(R$ ha-1
)
CBC
(R$ t-1
)
MILHO 1 57,7 411,9 8,4
MILHO 2 71,8 256,4 5,3
MILHO 3 491,5 257,3 3,1
CANA-DE-AÇÚCAR 98,3 393,2 5,2
O custo horário total (CHT) é menor para as colhedoras tracionadas (milho 1, milho 2
e cana-de-açúcar) devido ao menor valor de aquisição do conjunto (trator e colhedora), o que
reflete em menor custo fixo, quando se compara a colhedora autopropelida (milho 3) que
possui alto valor de aquisição e consequentemente alto custo fixo.
Utilizando-se a eq. (11) estimou-se a porcentagem de custo fixo anual em relação ao
valor inicial das máquinas, 14,69% para todos os conjuntos motomecanizados avaliados.
Em relação ao custo operacional da colheita de milho, em milho 2 apresentou o menor
custo operacional 256,4 R$ ha-1
, seguido pela alternativa milho 3 com 257,3 R$ ha-1
, para
cana-de-açúcar, o custo operacional foi de 393,2 R$ ha-1
e por último, milho 1 apresentou
custo de 411,9 R$ ha-1
. Os altos valores do custo operacional refletem a baixa capacidade de
trabalho desses conjuntos, onerando o custo operacional da colheita. Em relação ao custo da
tonelada de biomassa colhida (Ct), em milho 3 apresentou o menor custo 3,1 R$ t-1
em
seguida o conjunto cana-de-açúcar com custo de 5,2 R$ t-1
em milho 2 com custo de 5,3 R$ t-
1, o conjunto milho 1 apresentou o custo de 8,4 R$ t
-1. A composição dos custos horários da
colheita mecanizada de milho e cana-de açúcar, para as alternativas avaliadas são
apresentadas na tabela 10.
53
Tabela 10 – Composição do custo horário para os conjuntos motomecanizados avaliados
Conjuntos Depreciação Juros ASTA MDO Manutenção Combustível Total
______________________________________ R$ h
-1 ________________________________________
Trator 4,7 3,8 1,3 9,4 6,7 17,9 43,8
MILHO 1 Colhedora 4,6 3,8 1,3 - 4,3 - 14,0
Total 9,3 7,5 2,7 9,4 11,0 17,9 57,7
Trator 5,3 4,3 1,5 9,4 7,5 25,8 53,7
MILHO 2 Colhedora 6,0 4,8 1,7 - 5,5 - 18,1
Total 11,2 9,1 3,2 9,4 7,5 25,9 71,8
MILHO 3 Colhedora 133,9 108,8 38,3 9,4 95,6 105,5 491,5
Trator 7,7 6,3 2,2 9,4 11,0 33,8 70,4
CANA-DE-AÇÚCAR Colhedora 9,2 7,5 2,6 - 8,6 - 28,0
Total 16,9 13,8 4,8 9,4 19,6 33,8 98,3
Em milho 1 o componente que mais onerou na composição do custo horário, foi o
combustível com 17,9 R$ h-1
. A depreciação foi o maior componente do custo para a
colhedora representando 4,6 R$ h-1
, para o trator esse item representou 4,7 R$ h-1
. Reparos e
manutenção para colhedora e trator foram de 4,3 R$ h-1
e 6,7 R$ h-1
, respectivamente. Os
juros representaram 3,8 R$ h-1
para colhedora e trator. O custo com alojamento, seguro e taxa
(ASTA), foi de 1,3 R$ h-1
para colhedora e trator. O valor da mão de obra (MO) representou
9,4 R$ h-1
.
O custo com o trator representou 75,9% do total gasto em milho 1, enquanto a
colhedora representou 24,1%. A relação entre o custo fixo e o custo variável para essa
alternativa de colheita foi de 50,1%.
Em milho 2 o consumo de combustível também foi o item que mais impactou no custo
da colheita do milho com 25,8 R$ h-1
, isso devido a maior potência exigida na operação pela
colhedora de 2 fileiras. O gasto com depreciação foi o maior componente do custo para a
colhedora 6,0 R$ h-1
, para o trator este item foi o quarto componente e representou 5,3 R$ h-1
,
o custo referente ao juro, foi 4,8 R$ h-1
e 4,3 R$ h-1
para a colhedora e o trator,
respectivamente. Os gastos com alojamento, seguro e taxa (ASTA), foram 1,7 R$ h-1
para
colhedora e 1,5 R$ h-1
para o trator. Reparos e manutenção foram de 5,5 R$ h-1
para colhedora
e 7,5 R$ h-1
para trator. O custo com o trator representou 74,8% do total gasto em milho 2,
enquanto a colhedora representou 25,2%. Nessa alternativa, o custo fixo representam 45,8%
do custo horário do conjunto.
54
Em milho 3, o maior componente do custo horário foi a depreciação com 133,9 R$ h-1
,
seguido pelo juros 108,8 R$ h-1
, o consumo de combustível foi o terceiro maior componente
105,6 R$ h-1
, o quarto componente do custo horário foi reparos e manutenção com o gasto de
95,6 R$ h-1
, seguro e taxas 38,3 R$ h-1
, e o menor componente do custo foi a mão de obra
representou 9,4 R$ h-1
.
Para esse conjunto, devido ao alto valor de aquisição da colhedora os custos fixos
foram maiores que os custos variáveis, representando 59,1%.
Em cana-de-açúcar o consumo de combustível foi o componente que mais impactou
no custo da colheita com 33,8 R$ h-1
, devido à necessidade de potência para cortar e picar a
cana-de-açúcar. O gasto com depreciação foi o maior componente do custo para a colhedora
representando 9,2 R$ h-1
já para o trator este item foi o quarto maior componente com 7,7 R$
h-1
, os juros foram responsáveis por 7,5 R$ h-1
para a colhedora e 6,3 R$ h-1
para o trator. Os
gastos com alojamento, seguro e taxa (ASTA), foram 2,6 R$ h-1
para colhedora e 2,2 R$ h-1
para o trator. Reparos e manutenção foram 8,6 R$ h-1
para colhedora e 11,0 R$ h-1
para trator.
O custo com o trator representou 71,6% do total gasto nesse conjunto, enquanto a colhedora
representou 28,4%. Os custos fixos são menores que os custos variáveis e representam 45,7%.
A composição do custo operacional da colheita mecanizada de milho e cana-de açúcar,
para as alternativas avaliadas são apresentadas na tabela 11.
Tabela 11 – Composição do custo operacional para os conjuntos motomecanizados avaliados
Conjuntos Depreciação Juros ASTA MDO Manutenção Combustível Total
______________________________________R$ ha
-1_____________________________________
Trator 33,6 27,1 9,3 67,1 47,9 127,9 312,0
MILHO 1 Colhedora 32,9 27,1 9,3 - 30,7 - 99,9
Total 66,4 53,6 19,3 67,1 78,6 127,9 411,9
Trator 18,9 15,4 5,4 33,6 26,8 92,1 191,8
MILHO 2 Colhedora 21,4 17,1 6,1 - 19,6 - 64,6
Total 40,0 32,5 11,4 33,6 26,8 92,1 256,3
MILHO 3 Colhedora 70,1 57,0 20,1 4,9 50,1 55,3 257,3
Trator 30,8 25,2 8,8 37,6 44,0 135,2 281,6
CANA-DE-AÇÚCAR Colhedora 36,8 30,0 10,4 - 34,4 - 111,6
Total 67,6 55,2 19,2 37,6 78,4 135,2 393,2
Para milho 1, em relação ao custo operacional, o item que mais impactou foi o
consumo de combustível representado 31,0%, seguido pela gasto com reparos e manutenção
com 19,0%, mão de obra com 19.3% o quarto item que mais onerou no custo operacional foi
55
a depreciação com 16,1%, os juros representam 13,1% os gastos com alojamento, seguro e
taxas representaram 4,6% do custo operacional.
Observando-se a composição do custo operacional para milho 2, o item que mais
impactou foi o consumo de combustível representado 36,0%, seguido pela gasto com reparos
e manutenção com 18,2%, depreciação com 15,6% o quarto item que mais onerou no custo
operacional foi a mão de obra com 13,1%, os juros representam 12,7% os gastos com
alojamento, seguro e taxas representaram 4,5%.
Para milho 3, em relação ao custo operacional, o item que mais impactou foi a
depreciação representado 27,2%, seguido pelo consumo de combustível com 21,5 o terceiro
item componente do custo operacional foi os juros com 22,1% o quarto item que mais onerou
no custo operacional foi o gasto com reparos e manutenção com 19,5%, os gastos com
alojamento, seguro e taxas representaram 7,8% o gasto com mão de obra representou 1,9%.
Analisando-se o conjunto cana-de-açúcar, em relação ao custo operacional, o item que
mais impactou foi o consumo de combustível representado 34,4%, seguido pelos gastos com
reparos e manutenção com 19,9% a depreciação foi o terceiro maior componente do custo
operacional com 17,2% o quarto item que mais onerou no custo operacional foi os gastos com
juros representando 14,0%, os gastos com mão de obra representou 9,5%, e por último o item
menos representativo em relação ao custo operacional foi o gasto com alojamento seguro e
taxas representaram 4,9%.
A composição do custo por tonelada de biomassa colhida para colheita mecanizada de
milho e cana-de açúcar são apresentadas na tabela 12.
Tabela 12 – Composição do custo por massa de forrageira colhida para os conjuntos motomecanizados avaliados
Conjuntos Depreciação Juros ASTA MDO Manutenção Combustível Total
______________________________________R$ t
-1_____________________________________
Trator 0,7 0,6 0,2 1,4 1,0 2,6 6,4
MILHO 1 Colhedora 0,7 0,6 0,2 - 0,6 - 2,0
Total 1,4 1,1 0,4 1,4 1,6 2,6 8,4
Trator 0,4 0,3 0,1 0,7 0,5 1,9 3,9
MILHO 2 Colhedora 0,4 0,4 0,1 - 0,4 - 1,3
Total 0,8 0,7 0,2 0,7 1,0 1,9 5,3
MILHO 3 Colhedora 0,8 0,7 0,2 0,1 0,6 0,7 3,1
Trator 0,4 0,3 0,1 0,5 0,6 1,8 3,8
CANA-DE-AÇÚCAR Colhedora 0,5 0,4 0,1 - 0,5 - 1,5
Total 0,9 0,7 0,3 0,5 1,0 1,8 5,2
56
Milho 3 apresentou o menor custo por tonelada de biomassa colhida 3,1 R$ t-1
,
seguido pelo conjunto cana-de-açúcar o custo da biomassa colhida foi de 5,2 R$ t -1
o
conjunto milho 2 apresentou o custo de 5,3 R$t-1
. O conjunto milho 1 apresentou o maior
custo para a colheita de forragem com custo de 8,4 R$ t-1
A composição dos componentes do custo horário, custo operacional e custo por
tonelada de biomassa colhida são apresentadas na tabela 13.
Tabela 13 – Participação dos componentes no custo para os conjuntos motomecanizados avaliados
Conjuntos Depreciação Juros ASTA MDO Manutenção Combustível Total
______________________________________%
_____________________________________
Trator 8,1 6,6 2,3 16,3 11,5 31,0 75,8
MILHO 1 Colhedora 8,0 6,5 2,3 - 7,5 - 24,2
Total 16,1 13,1 4,6 16,3 19,0 31,0 100,0
Trator 7,3 5,9 2,1 13,1 10,5 36,0 74,8
MILHO 2 Colhedora 8,3 6,8 2,4 - 7,7 - 25,2
Total 15,6 12,7 4,5 13,1 18,2 36,0 100,0
MILHO 3 Colhedora 27,2 22,1 7,8 1,9 19,5 21,5 100,0
Trator 7,8 6,4 2,2 9,5 11,2 34,4 71,6
CANA-DE-AÇÚCAR Colhedora 9,4 7,6 2,7 - 8,7 - 28,4
Total 17,2 14,0 4,9 9,5 19,9 34,4 100,0
Para milho 1 o componente mais expressivo foi combustível representando 31,0% do
gasto total, seguido pelo gasto com reparos e manutenção (FRM) representou 19% os gastos
com mão-de-obra (MDO) representou 16,3%, a depreciação foi o quarto item que mais
onerou o custo, representando 16,1%, sendo 8,1% referente ao trator e 8,0% da colhedora, o
gasto com juros representou 13,1% sendo que 6,6% oriundo do trator e 6,5% da colhedora,
ASTA representou 4,6% do custo horário.
Para milho 2, o maior componente foi o consumo de combustível representando 36,0%
do custo horário total, seguido pelo gasto com reparos e manutenção que representou 18,2%, a
depreciação representou 15,6% sendo que deste total o trator representa 7,3% e a colhedora
8,3% o quarto item foi a mão-de-obra com gasto de 13,1%, os juros representou 12,7% do
custo, o gasto com alojamento seguro e taxa (ASTA) representou 4,5%.
Em milho 3 houve uma inversão nos componentes mais impactantes, a depreciação foi
o item mais relevante representando 27,2%, seguida pelos juros com 22,1% o gasto com
combustível representou 21,5%, o quarto item mais relevante foi os gastos com reparos e
manutenção representando 19,5% do custo horário, alojamento seguro e taxas (ASTA) 7,8% e
por último o gasto com mão-de-obra (MDO) representando ambos 1,9%.
57
Para cana-de-açúcar, o maior componente foi o combustível representando 34,4%
seguido pelo gasto com reparos e manutenção representou 19,9% do custo horário a
depreciação representou 17,2%, o quarto item mais importante é o juros representando 14%
do custo, a mão-de-obra representou 9,5% do custo horário, o gasto com alojamento, seguro e
taxa (ASTA) representou 4,9% do custo.
Na figura 3 é apresentado o gráfico de Pareto para milho 1. Para a olheita mecanizada
de milho observa-se que os quatro maiores componentes do custo horário foram, combustível
reparos e manutenção (FRM), mão-de-obra (MDO), depreciação e juros, representam 95,4%
do custo horário total da colheita.
Figura 3 – Composição do custo horário para colhedora tracionada de forragem de uma fileira de milho
Na figura 4 é apresentado o gráfico de Pareto para milho 2. Para a colheita mecanizada
de milho observa-se que os quatro maiores componentes do custo horário foram, combustível,
reparos e manutenção (FRM), depreciação, mão-de-obra (MDO), e juros, representam 95,5%
do custo total da colheita. Sendo estes elementos os mais relevantes e consequentemente os
itens que devam ser trabalhados e melhorados.
58
Figura 4 – Composição do custo horário para colhedora tracionada de forragem de duas fileiras de milho
Na figura 5 é apresentado o gráfico de Pareto para milho 3. Para a colheita mecanizada
de milho para silagem observa-se que os quatro maiores componentes do custo horário,
depreciação (DEP), juros, combustível (CCB) e reparos e manutenção (FRM), representam
90,3% do custo total da colheita. Sendo estes elementos os mais relevantes e
consequentemente os itens que devam ser trabalhados e melhorados.
Figura 5 – Composição do custo horário para colhedora autopropelida de forragem de milho
Na figura 6 é apresentado o gráfico de Pareto para cana-de-açúcar. Observa-se que os
quatro maiores componentes do custo horário, combustível, reparos e manutenção (FRM)
depreciação (DEP), juros e mão-de-obra (MDO), representam 95,1% do custo total da
colheita. Sendo estes elementos os mais relevantes e consequentemente os itens que terão de
ser trabalhados e melhorados.
59
Figura 6 – Composição do custo horário para colhedora tracionada de forragem de uma fileira de cana-de-açúcar
Na figura 7 é apresentado o resultado da análise de sensibilidade das alternativas
avaliadas.
Figura 7 – Análise de sensibilidade para os conjuntos motomecanizados avaliados
O valor inicial das máquinas (VI), foi parâmetro mais sensível à variação no custo
horário da colheita, para todos os conjuntos mecanizados avaliados, houve um aumento de
5,3% a 7,7% no custo final, portanto esse parâmetro necessita de maior atenção. Os itens
relacionados com consumo de combustível e reparo e manutenção também foram bastante
sensíveis à alteração. Os juros apresentaram variação de 1,3% a 2,2% no custo da colheita. As
variáveis, vida útil (VU) e valor final (VF) apresentaram redução no custo horário da colheita.
O fator mais relevante, para a redução do custo foi o aumento na vida útil do maquinário com
redução de 1,4% a 2,5%. O valor final das máquinas reduziu o custo na ordem de 0,4% a
0,7%.
60
4.2 Demanda energética para colheita de forragens
A demanda energética na operação de colheita mecanizada para as alternativas
avaliadas são apresentadas na tabela 14.
Tabela 14 – Demanda energética para os conjuntos motomecanizados avaliados
DEP COMB MDO Total
Conjuntos _______________________
MJ ha-1 ___________________
Trator 153,6 2591,7 - 2745,3
MILHO 1 Colhedora 95,3 0,0 15,1 110,4
Total 248,9 2591,7 15,1 2855,7
Trator 100,5 1874,9 - 1975,3
MILHO 2 Colhedora 67,5 0,0 7,6 75,1
Total 168,0 1874,9 7,6 2050,5
MILHO 3 Colhedora 110,7 1123,6 1,2 1235,5
Trator 158,5 2748,3 - 2906,8
CANA-DE-AÇÚCAR Colhedora 123,6 0,0 8,8 132,4
Total 282,1 2748,3 8,8 3039,2
Em milho 1, houve uma preponderância no uso da energia fóssil, através do
combustível, que foi o maior componente da demanda energética, com gasto de 2.591,7 MJ
ha-1
, o gasto energético referente a depreciação do maquinário (DEP) foi de 248,9 MJ ha-1
, a
mão-de-obra apresentou baixos valores, sendo o item que menos impactou na demanda
energética com 15,1 MJ ha-1
. Seiki et al. (2009) calculou a demanda energética de 347,148 MJ
ha-1
para colheita de milho utilizando um trator de potência nominal de 63,2 kW e uma
colhedora de forragens de uma linha, isso considerando apenas o consumo de combustível,
essa diferença no valor pode se dar ao baixo consumo de combustível avaliada em seu
trabalho 7,4 l h-1
. Em milho 2, o combustível representou o maior gasto energético, 1.874,9 MJ
ha-1
, a depreciação do maquinário representou 168,0 MJ ha-1
e a mão de obra o gasto
energético foi de apenas 7,6 MJ ha-1
.
Em milho 3, o gasto energético com óleo diesel foi de 1.123,6 MJ ha-1
, o gasto com
depreciação foi de 110,7 MJ ha-1
e a mão de obra foi o item menos relevante com 1,2 MJ ha-1
.
Para cana-de-açúcar, o gasto energético com combustível representou 2.748,3MJ ha -1
,
a depreciação do maquinário demandou 282,1 MJ ha -1
e a mão-de-obra 8,8 MJ ha -1
.
61
Entre as alternativas avaliadas para colheita mecanizada de milho para silagem, milho
3 foi a que apresentou menor demanda energética 1,23 GJ ha -1
seguido por milho 2 que teve a
demanda energética calculada em 2,05 GJ ha -1
, milho 1 registrou a maior demanda energética
para a colheita com 2,85 GJ ha -1
, entre as alternativas avaliadas o conjunto mecanizado
denominado cana-de-açúcar demandou 3,03 GJ ha-1
. Salla et al., (2009) relata que o consumo
energético para colheita de cana-de-açúcar foi de 1,90 GJ ha-1
, valor relativamente baixo
quando comparado ao valor encontrado nesse trabalho. Esses resultados mostram a influência
da capacidade operacional da máquina na redução do consumo de energia, pois entre as
alternativas avaliadas as máquinas com maior capacidade de trabalho apresentaram menores
demandas energéticas. Comparando-se as demandas energéticas para as alternativas de
colheita mecanizada analisadas com milho 1, em milho 2, demandou 71,8% . Para milho 3, a
demanda energética por área foi 43,3% em relação a milho 1. Já para cana-de-açúcar a
demando foi de 106,4%.
A demanda energética por massa de forrageira colhida, para as quatro alternativas de
colheita de forragens avaliadas são apresentadas na tabela 15.
Tabela 15 – Demanda energética por massa de forrageira colhida para os conjuntos motomecanizados
avaliados
Conjuntos DEP COMB MDO Total
______________________
MJ t-1____________________
Trator 3,3 55,0 0,3 58,6
MILHO 1 Colhedora 2,0 - - 2,0
Total 5,3 55,0 0,3 60,6
Trator 2,1 39,8 0,2 42,1
MILHO 2 Colhedora 1,4 - - 1,4
Total 3,6 39,8 0,2 43,5
MILHO 3 Colhedora
1,3 13,5 0,01 14,9
Trator 2,1 37,1 0,1 39,3
CANA-DE-
AÇÚCAR Colhedora
1,7 - - 1,7
Total 3,8 37,1 0,1 41,0
Comparando-se as demandas energéticas por massa de forrageira colhida para as três
alternativas de colheita mecanizada em milho 1 demandou 406,7% a mais de energia por
tonelada de forrageira colhida, quando comparada a milho 3, para milho 2 a demanda
energética por massa colhida foi 291,9% superior em relação a milho 3. Cana-de-açúcar
demandou 275,2% a mais de energia para por tonelada de forrageira colhida, quando
comparada com milho 3. A demanda energética por hora da operação de colheita das
forrageiras avaliadas é apresentada na tabela 16.
62
Tabela 16 – Demanda energética para os conjuntos motomecanizados avaliados
Conjuntos DEP COMB MDO Total
_________________
MJ h-1_______________
Trator 21,5 362,8 2,1 384,3
MILHO 1 Colhedora
13,3 0,0 - 15,5
Total 34,8 362,8 2,1 399,8
Trator 28,1 525,0 2,1 553,1
MILHO 2 Colhedora 18,9 0,0 - 21,0
Total 47,0 525,0 2,1 574,1
MILHO 3 Colhedora
211,4 2146,2 2,3 2359,8
Trator 39,6 687,1 2,2 728,9
CANA-DE-
AÇÚCAR Colhedora
30,9 - - 30,9
Total 70,5 687,1 2,2 759,8
Em relação à demanda energética, as máquinas com menor capacidade operacional
apresentou menor demanda energética.
A composição da demanda energética, para as alternativas avaliadas são apresentadas
na tabela 17.
Tabela 17– Composição da demanda energética para os conjuntos motomecanizados avaliados
Conjuntos DEP COMB MDO Total
_________________
%_______________
Trator 5,4 90,8 0,5 96,7
MILHO 1 Colhedora 3,3 - - 3,3
Total 8,7 90,8 0,5 100,0
Trator 4,9 91,4 0,4 96,7
MILHO 2 Colhedora 3,3 - - 3,3
Total 8,2 91,4 0,4 100,0
MILHO 3 Colhedora
9,0 90,9 0,1 100,0
Trator 5,2 90,4 0,3 95,9
CANA-DE-
AÇÚCAR Colhedora
4,1 - - 4,1
Total 9,3 90,4 0,3 100,0
O consumo de combustível foi o item predominante para milho 1, responsável por
90,8% da demanda energética para colheita mecanizada, a depreciação do maquinário,
representou 8,7% sendo 5,4% referente ao trator e 3,3% da colhedora, A mão-de-obra foi
responsável por apenas 0,5% da demanda energética.
Para milho 2 o consumo de combustível foi o item mais representativo, responsável
por 91,4% da demanda energética para colheita mecanizada do milho, a depreciação do
maquinário representou 8,2% sendo 4,9% referente ao trator e 3,3% da colhedora. A mão-de-
obra representou apenas 0,4% da demanda energética nesta alternativa.
63
O consumo de combustível foi o item predominante para milho 3, responsável por
90,4% da demanda energética para colheita mecanizada do milho, a depreciação da colhedora
representou 9,0%, A mão-de-obra representou apenas 0,1% da demanda energética nesta
alternativa.
O consumo de combustível foi o item mais importante para cana-de-açúcar,
responsável por 89,67% da demanda energética para colheita mecanizada, a depreciação do
conjunto representou 9,3% sendo 5,2% referente ao trator e 4,1% da colhedora. A mão-de-
obra representou apenas 0,3% da demanda energética nesta alternativa.
Foi realizada uma análise de sensibilidade para os itens que compõe a demanda
energética para as alternativas avaliadas neste trabalho Figura 8.
Figura 8 - Análise de sensibilidade da demanda energética para os conjuntos motomecanizados avaliados
Com o aumento de 10% na capacidade de campo operacional (CcO), houve uma
redução na ordem de 9,0% na demanda energética. A vida útil também é importante para
baixar a demanda energética, porém menos relevante, com redução em torno de 0,8% da
demanda energética.
O consumo de combustível é o item mais relevante na demanda energética para
colheita mecanizada de forrageiras, e um aumento de 10% no consumo, aumentou em torno
de 9,0% a demanda energética, Alterando-se a massa houve um aumento em torno de 0,9% na
demanda energética para as alternativas avaliadas.
64
65
5 CONCLUSÕES
O conjunto mecanizado milho 1 apresentou custo horário de 57,7 R$ h-1
, já para milho
2 o custo horário foi de 71,8 R$ h-1
, milho 3 apresentou custo horário de 491,5 R$ h-1
, o custo
horário do conjunto cana-de-açúcar apresentou custo de 98,3 R$ h-1
.
Em relação ao custo operacional o conjunto mecanizado milho 1 foi de 411,9 R$ ha-1
,
já para milho 2 o custo operacional foi de 256,3 R$ ha-1
, milho 3 apresentou custo operacional
de 257,3 R$ ha-1
, o custo operacional do conjunto cana-de-açúcar foi de 393,2 R$ ha-1
.
Em relação ao custo por massa de forrageira colhida, o conjunto milho 1 apresentou
custo de 8,4 R$ t-1
, para milho 2 o custo por massa foi de 5,3 R$ t-1
, milho 3 apresentou custo
de 3,1 R$ t-1
, por fim o custo para o conjunto cana-de-açúcar foi de 5,2 R$ h -1
.
A colhedora autopropelida apresentou o melhor resultado quanto ao custo de biomassa
colhida, os conjuntos milho 2 e cana-de-açúcar apresentaram custos por massa colhida
parecidos. O conjunto milho 2 apresentou o menor custo operacional seguido pelo conjunto
milho 3.
Entre os componentes do custo os itens mais sensíveis foram: valor inicial das
máquinas, consumo de combustível, reparos e manutenção, juros, mão-de-obra, alojamento
taxas e seguros e encargos sociais, os fatores vida útil e valor final apresentaram
comportamento inverso dos outros componentes e reduziram o custo.
As máquinas de maior potência apresentaram maior valor de energia agregada por
hora, principalmente em função da quantidade de óleo diesel consumida e da massa das
máquinas. Entretanto quando se compara a demanda energética por área essas máquinas
apresentam menores demanda.
O maior componente na demanda energética em todas as alternativas avaliadas para
colheita mecanizada foi devido ao fluxo de energia direta, proveniente do consumo de
combustível, seguido pela depreciação do maquinário o menor componente da demanda
energética foi à mão-de-obra.
66
67
REFERÊNCIAS
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econômica da cultura do milho em assentamento rural. Revista Engenharia na Agricultura,
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